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Modele quantique definition

Deux modèles de structure atomique sont utilisés aujourd`hui: le modèle de Bohr et le modèle mécanique quantique. Le modèle mécanique quantique est basé sur les mathématiques. Bien qu`il soit plus difficile à comprendre que le modèle de Bohr, il peut être utilisé pour expliquer les observations faites sur des atomes complexes. L`emplacement des électrons dans le modèle mécanique quantique de l`atome est souvent appelé nuage d`électrons. Le nuage d`électrons peut être pensé de la manière suivante: Imaginez placer un morceau de papier carré sur le sol avec un point dans le cercle représentant le noyau. Maintenant, prenez un marqueur et déposez-le sur le papier à plusieurs reprises, en faisant de petites marques à chaque point le marqueur frappe. Si vous déposez le marqueur beaucoup, plusieurs fois, le motif global des points sera grossièrement circulaire. Si vous visez vers le centre raisonnablement bien, il y aura plus de points près du noyau et progressivement moins de points que vous vous éloignez de lui. Chaque point représente un endroit où l`électron pourrait être à un moment donné.

En raison du principe d`incertitude, il n`y a aucun moyen de savoir exactement où se trouve l`électron. Un nuage d`électrons a des densités variables: une densité élevée où l`électron est le plus susceptible d`être et une faible densité où l`électron est le moins susceptible d`être (figure 1). Le modèle de Bohr de l`atome. Le point rouge est le noyau, connu à l`époque pour contenir des protons, et les points verts représentent deux emplacements possibles pour un électron. E = Hν où E = énergie, h = constante de Planck, et ν = fréquence. Un modèle est utile car il vous aide à comprendre ce qui est observé dans la nature. Il n`est pas inhabituel d`avoir plus d`un modèle de représenter et d`aider les gens à comprendre un sujet particulier. Bien que les scientifiques au cours du siècle passé ont rechiné aux implications de la théorie quantique-Planck et Einstein parmi eux-les principes de la théorie ont été soutenus à maintes reprises par l`expérimentation, même lorsque les scientifiques essayaient de les réfuter. La théorie quantique et la théorie de la relativité d`Einstein forment la base de la physique moderne. Les principes de la physique quantique sont appliqués dans un nombre croissant de domaines, y compris l`optique quantique, la chimie quantique, l`informatique quantique et la cryptographie quantique. La théorie quantique est la base théorique de la physique moderne qui explique la nature et le comportement de la matière et de l`énergie au niveau atomique et subatomique.

La nature et le comportement de la matière et de l`énergie à ce niveau est parfois appelé la physique quantique et la mécanique quantique. En 1926, le physicien autrichien Erwin Schrödinger (1887 – 1961) utilisa la dualité onde-particule de l`électron pour développer et résoudre une équation mathématique complexe qui décrivait avec précision le comportement de l`électron dans un atome d`hydrogène. Le modèle mécanique quantique de l`atome provient de la solution à l`équation de Schrödinger. La quantification des énergies d`électrons est une exigence afin de résoudre l`équation. C`est à la différence du modèle de Bohr, dans lequel la quantification a été simplement assumée sans base mathématique. Le modèle planétaire de l`atome de Bohr est souvent ce qui colle dans l`esprit des élèves. Il fournit une image soignée et familière des électrons orbitant un noyau central comme des planètes autour du soleil. Pour cette raison, il peut être difficile de remplacer cette image par une qui représente plus fidèlement le modèle quantique-mécanique utilisé par les physiciens modernes: un atome avec un petit noyau avec des ondes de probabilité au lieu d`orbites pointus pour décrire la distribution de électrons, qui ont des positions floues mais des niveaux d`énergie définis.

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.