Documents de Physique-Chimie – M. MORIN
3. Echange d’énergie avec un photon.
Niels Bohr en 1913 émis les hypothèses suivantes :
L'énergie de l'électron est fixée et ne prend que des valeurs précises (on dit qu’elle est quantifiée).
Les radiations ne sont émises ou absorbées que si un électron passe d'une orbite à l'autre. (transition
électronique).
Par convention, les énergies des électrons sur les différentes orbites sont négatives.
Par convention, L’énergie de l’électron situé sur la plus basse orbite a la valeur la plus négative. On appelle cet
état, l’état fondamental E0. Dans cet état, l’électron est particulièrement stable car très lié au noyau.
Quand les électrons sont sur des orbites plus éloignées du noyau, ils sont dans des états excités. Leurs niveaux
énergies ont des valeurs comprises entre E0 et 0.
Ces niveaux d’énergie sont quantifiés, c'est-à-dire qu’ils ont des valeurs discrètes (discontinues).
Un électron qui n’est plus rattaché au noyau a une énergie égale à 0.
Exemple de schémas représentant les niveaux énergies des électrons sur les différentes orbites de l’atome de
mercure.
Problème :
Un atome de mercure passe d'un niveau énergétique E1 = -4,99 eV à un niveau E = -10,44 eV.
a- L'atome perd-il ou gagne t-il de l'énergie ?
Réponse : Il perd de l’énergie, il devient plus stable.
b- Cette transition énergétique s'accompagnera-t-elle d'une émission ou d'une absorption d'une radiation
lumineuse ?
Réponse : Cette transition électronique s’accompagne d’une émission de lumière.
c- Quelle est la valeur de la différence d’énergie E entre ces deux niveaux d’énergies ?
Réponse : E = 10,44 – 4,99 = 5,5 eV.
d- Quelle est la valeur de la longueur d'onde de cette radiation lumineuse ?
Réponse :
E =
alors
=
2,3 × 107 m = 230 nm.
e- Est-elle visible ? Rappel : domaine visible [400 nm (violet) – 780 nm (rouge)]
Réponse : La radiation lumineuse n’est pas visible 230 nm < 400 nm. Il s’agit d’un rayonnement ultraviolet.