EXERCICES : Structure électronique de l'atome ... Modèles électroniques de l’atome ...


À partir du cours et des constantes proposées dans le S.I., calculer le rayon de Bohr (r1 ou r0) et l’énergie de l’atome
d’hydrogène (E1 ou E0). On donne :    
masse de l’électron :  me = 9,109.10-31       permittivité du vide : ε0 = 8,854.10-12      constante de Planck :  h = 6,626.10-34
célérité de la lumière dans le vide :      c = 2,99792458.108                                      charge élémentaire :  e = 1,602.10-19

Calculer le rayon (ri) et l’énergie (Ei) jusqu’au niveau 3.
Connaissant les énergies des niveaux, recalculer les dernières raies des différentes séries.


Le cours a proposé la formule :                ni est le nombre quantique principal 
Les valeurs des rayons des niveaux supérieurs étant liés par l'expression :      ri = r0 . ni2

Si l'on applique la formule pour n = 1, on obtient :

r1 = [(6,626.10-34)2.8,854.10-12 / π.(1,602.10-19)2. 9,109.10-31].12 = 5,29.11-11 m = 52,9 pm

pour n = 2, on obtient : r2 = r1 . 22 = 211,6 pm                        pour n = 3, on obtient : r3 = r1 . 32 = 476,1 pm

 
De même, on a vu :     

Les énergies des niveaux supérieurs étant liés par l'expression :      Ei = E0 / ni2

Si l'on applique la formule pour n = 1, on obtient :

E1 = - [9,109.10-31.(1,602.10-19)4 / 8.(8,854.10-12)2.(6,626.10-34)2] / 12
(toutes les unités sont proposées dans le système international, le résultat d'une énergie sera en Joule)
E1 = - 2,18.10-18 J    soit    - 13,6 eV

pour n = 2, on obtient : E2 = E1 / 22 = - 3,4 eV                 pour n = 3, on obtient : E3 = E1 / 32 = - 1,51 eV
 

 

Pensez à vérifier vos acquis et cochez les cases à la première page lorsque vous vous sentez capable de répondre à la requête proposée.


Atomistique et liaison chimique            Structure électronique de l'atome            Enoncés           
Pr Robert Valls                                                                                                                                                         robert.valls@univ-amu.fr