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Modele quantique definition

20 februari, 2019 | door Haico van Nunen

Deux mod√®les de structure atomique sont utilis√©s aujourd`hui: le mod√®le de Bohr et le mod√®le m√©canique quantique. Le mod√®le m√©canique quantique est bas√© sur les math√©matiques. Bien qu`il soit plus difficile √† comprendre que le mod√®le de Bohr, il peut √™tre utilis√© pour expliquer les observations faites sur des atomes complexes. L`emplacement des √©lectrons dans le mod√®le m√©canique quantique de l`atome est souvent appel√© nuage d`√©lectrons. Le nuage d`√©lectrons peut √™tre pens√© de la mani√®re suivante: Imaginez placer un morceau de papier carr√© sur le sol avec un point dans le cercle repr√©sentant le noyau. Maintenant, prenez un marqueur et d√©posez-le sur le papier √† plusieurs reprises, en faisant de petites marques √† chaque point le marqueur frappe. Si vous d√©posez le marqueur beaucoup, plusieurs fois, le motif global des points sera grossi√®rement circulaire. Si vous visez vers le centre raisonnablement bien, il y aura plus de points pr√®s du noyau et progressivement moins de points que vous vous √©loignez de lui. Chaque point repr√©sente un endroit o√Ļ l`√©lectron pourrait √™tre √† un moment donn√©.

En raison du principe d`incertitude, il n`y a aucun moyen de savoir exactement o√Ļ se trouve l`√©lectron. Un nuage d`√©lectrons a des densit√©s variables: une densit√© √©lev√©e o√Ļ l`√©lectron est le plus susceptible d`√™tre et une faible densit√© o√Ļ l`√©lectron est le moins susceptible d`√™tre (figure 1). Le mod√®le de Bohr de l`atome. Le point rouge est le noyau, connu √† l`√©poque pour contenir des protons, et les points verts repr√©sentent deux emplacements possibles pour un √©lectron. E = HőĹ o√Ļ E = √©nergie, h = constante de Planck, et őĹ = fr√©quence. Un mod√®le est utile car il vous aide √† comprendre ce qui est observ√© dans la nature. Il n`est pas inhabituel d`avoir plus d`un mod√®le de repr√©senter et d`aider les gens √† comprendre un sujet particulier. Bien que les scientifiques au cours du si√®cle pass√© ont rechin√© aux implications de la th√©orie quantique-Planck et Einstein parmi eux-les principes de la th√©orie ont √©t√© soutenus √† maintes reprises par l`exp√©rimentation, m√™me lorsque les scientifiques essayaient de les r√©futer. La th√©orie quantique et la th√©orie de la relativit√© d`Einstein forment la base de la physique moderne. Les principes de la physique quantique sont appliqu√©s dans un nombre croissant de domaines, y compris l`optique quantique, la chimie quantique, l`informatique quantique et la cryptographie quantique. La th√©orie quantique est la base th√©orique de la physique moderne qui explique la nature et le comportement de la mati√®re et de l`√©nergie au niveau atomique et subatomique.

La nature et le comportement de la mati√®re et de l`√©nergie √† ce niveau est parfois appel√© la physique quantique et la m√©canique quantique. En 1926, le physicien autrichien Erwin Schr√∂dinger (1887 ‚Äď 1961) utilisa la dualit√© onde-particule de l`√©lectron pour d√©velopper et r√©soudre une √©quation math√©matique complexe qui d√©crivait avec pr√©cision le comportement de l`√©lectron dans un atome d`hydrog√®ne. Le mod√®le m√©canique quantique de l`atome provient de la solution √† l`√©quation de Schr√∂dinger. La quantification des √©nergies d`√©lectrons est une exigence afin de r√©soudre l`√©quation. C`est √† la diff√©rence du mod√®le de Bohr, dans lequel la quantification a √©t√© simplement assum√©e sans base math√©matique. Le mod√®le plan√©taire de l`atome de Bohr est souvent ce qui colle dans l`esprit des √©l√®ves. Il fournit une image soign√©e et famili√®re des √©lectrons orbitant un noyau central comme des plan√®tes autour du soleil. Pour cette raison, il peut √™tre difficile de remplacer cette image par une qui repr√©sente plus fid√®lement le mod√®le quantique-m√©canique utilis√© par les physiciens modernes: un atome avec un petit noyau avec des ondes de probabilit√© au lieu d`orbites pointus pour d√©crire la distribution de √©lectrons, qui ont des positions floues mais des niveaux d`√©nergie d√©finis.

Néanmoins, les élèves devraient avoir un aperçu de ce modèle plus moderne. Les emplacements et les mouvements des électrons sont décrits par leurs vagues de matière. Ces schémas d`onde, qui sont écrits comme des équations quand ils sont trop difficiles à esquisser, prédire la probabilité de trouver un électron dans une région donnée de l`atome.

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