ORBITE éLECTRONIQUE

-orbite électronique

Dans un atome, les électrons périphériques sont installés sur des sites privilégiés nommés orbites. (une orbite étant, par définition, une courbe trajectoire d'un corps qui est en rotation autour d'un autre)

TYPES d'ORBITES ÉLECTRONIQUES(souvent dites couches électroniques ou niveaux)

Les orbites sont estimées être des cercles plus ou moins concentriques au noyau.Elles sont repérées par des lettres majuscules, en ordre alphanumérique commençant à K

Elles possèdent chacune un nombre d'électrons, limité à un maximum noté ci-après entre parenthèse: la première K(2) -la seconde L(8) -la 3°M(18) -les 4°,5°,6°,7° dites N,O,P,Q (32 chacune)

 

RAYON d'une ORBITE

l= ε0.Ω.no².h / mé.e².Z

avec: lr(m)= rayon de l’orbite de rang no

ε0 (F/m-sr)= permittivité du vide (8,854187817.10-12 F/ m)

Ω(sr)= angle solide où s’exerce l’émission (en général 4p stéradians, si le système d’unités a le stéradian comme unité d'angle solide)

h(J-s)= action, ici égale à la constante de Planck (6,62606876.10-34 J-s)

mé(kg)= masse de l’électron (9,109.10-31 kg)

e(C)= charge unitaire (1,602.10-19 C)

Z= numéro atomique

Nota: pour la 1° orbite (no = 1) le rayon lr vaut donc 5,292.10-11 m

 

Une orbite stationnaireconcerne celle sur laquelle s’établit un électron (son moment cinétique est n fois h/2 et il ne rayonne pas)

 

ORBITALE ATOMIQUE

Une orbitale atomique est la probabilité de présence d'un électron lié, autour du noyau d'un atome donné

Elle dépend de la fonction d'onde de l'électron sous la formulation dite des «états stationnaires»  H.Y = E.Y

H est l'hamiltonien, Y la fonction d'onde et E l'énergie

 

CHANGEMENT d'ORBITES : SÉRIES SPECTRALES

Un électron peut changer d'orbite, ce qui exige un certain niveau d'énergie (E).

Le spectre d'émission de ces énergies, en fonction des longueurs d'onde, présente des séries de raies, en correspondance avec l'orbite en cause

Dans ces spectres, intervient dans le calcul de l'énergie, la variable NOMBRE d'ONDE (Jn) qui est fonction du niveau n de la couche (orbite) électronique sur laquelle est l’électron dans l’atome

Il est donnée par la formule de Ritz généralisée

J= RH.Z² [1 / na² -1 / nb² -... - 1/ nm2]

Jn(m-1)= NOMBRE d’ondes (nombre de raies par unité de longueur d’onde)

RH(m-1)= constante de Rydberg (v. § Spectres d’atome)

Z = numéro atomique

1 / na² ...etc. sont les "coefficients spectraux" où na.....nsont les nombres entiers, qui vont en croissant de (2 à ....) dans l’analyse spectrale du corps

La formule de Ritz change de nom, en fonction des savants qui ont étudié les diverses gammes d'ondes:

1°orbite: série de Lyman (ultraviolet, par exemple vers 91 nm) >> E maxi de 13,6 eV

2°orbite: série de Balmer (bande visible, par exemple vers 365 nm) >> E maxi de 3,4 eV

3°orbite: série de Paschen (infrarouge proche, par ex.vers 821 nm) >> E maxi de 1,5 eV

4°orbite: série de Brackett (infrarouge moyen, par ex.vers 1459 nm) >> E maxi de 0,8 eV

5°orbite: série de Pfund (infrarouge lointain, par ex.vers 2280 nm) >> E maxi de 0,6 eV

6° orbite: série de Humphreys (infra-infra rouge, par ex.vers 3283 nm) >> E max de 0,4 eV

ps

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