Modèle atomique de Bohr

Le mod√®le atomique de Bohr montre le atome comme petit noyau positif entour√© d’√©lectrons dans des coquilles circulaires autour du noyau.

Avec l’aide de la th√©orie quantique de Plank, des spectres de lumi√®re des √©l√©ments et de la th√©orie nucl√©aire de Rutherford, Bohr r√©ussit en 1913 √† √©tablir un nouveau mod√®le atomique o√Ļ les √©lectrons d√©crivaient des cercles autour du noyau.

Ce mod√®le a servi √† expliquer les spectres de lumi√®re √©mis par les √©l√©ments et les r√©gularit√©s du tableau p√©riodique. De plus, avec le mod√®le de Bohr, l’√®re quantique a commenc√©.

Le modèle atomique de Bohr postule

Les électrons se déplacent à une certaine distance du noyau

Pour Bohr, le mouvement circulaire de l’√©lectron avait un rayon de rotation sp√©cifique, donc aucun √©lectrons ne pouvait exister entre deux coquilles.

Les √©lectrons se d√©placent de mani√®re stable, c’est-√†-dire sans lib√©rer d’√©nergie, dans le √©tat stationnaire. Lorsqu’une quantit√© d’√©nergie externe leur est appliqu√©e, c’est-√†-dire que les √©lectrons sont excit√©s, ils peuvent sauter √† un niveau d’√©nergie plus √©lev√©. C’est lui √©tat excit√© √©lectron moins stable.

Les électrons suivent un chemin circulaire

Les √©lectrons √† l’√©tat stationnaire se d√©placent en ¬ęniveaux d’√©nergie¬Ľ ou ¬ęcoquilles¬Ľ. Chaque niveau d’√©nergie est d√©sign√© par des lettres, le niveau le plus bas √©tant la lettre K, suivie de L, M, N, etc. Les couches peuvent √™tre imagin√©es comme des rondelles d’oignon s’enroulant autour du noyau.

En ce sens, les coquilles les plus proches du noyau ont moins d’√©nergie, chaque coquille peut aussi contenir plus d’un √©lectron, par exemple: la coquille K peut avoir jusqu’√† deux √©lectrons, la coquille L huit, etc.

Les √©lectrons √©mettent de la lumi√®re lorsqu’ils changent de niveau

Tous les √©l√©ments lorsqu’ils sont chauff√©s √©mettent de la lumi√®re de couleurs ou de fr√©quences sp√©cifiques, connues sous le nom de spectre √©lectromagn√©tique.

Bohr a pu expliquer ce phénomène de la manière suivante:

Lorsqu’un √©lectron passe d’un niveau d’√©nergie √©lev√© √† un niveau d’√©nergie inf√©rieur, la diff√©rence √©nerg√©tique est lib√©r√©e sous forme de rayonnement √©lectromagn√©tique ou de lumi√®re. Ainsi, l’√©nergie est li√©e √† la fr√©quence ou √† la couleur de la lumi√®re f par la relation de Max Planck h: √Čnergie = hf.

Caractéristiques du modèle Bohr

  • Les √©lectrons d√©crivent des orbites circulaires autour du noyau.
  • Les √©lectrons voyagent √† des niveaux d’√©nergie pr√©d√©termin√©s.
  • Les √©lectrons peuvent passer d’un niveau d’√©nergie inf√©rieur √† un niveau sup√©rieur si vous leur donnez de l’√©nergie.
  • Lorsque les √©lectrons reviennent √† leur niveau d’√©nergie stationnaire, ils lib√®rent de la lumi√®re.

Comment Bohr est-il arrivé au modèle atomique?

Niels Bohr est n√© √† Copenhague, au Danemark, en 1885. En 1912, il entra dans le laboratoire d’Ernest Rutherford avec la t√Ęche de d√©couvrir comment la structure nucl√©aire de l’atome √©tait stable.

Le mod√®le atomique de Rutherford √©tait bas√© sur un noyau central entour√© d’√©lectrons, comme dans le syst√®me solaire. Ce mod√®le simple avait un probl√®me: un √©lectron tournant autour du noyau devait √©mettre un rayonnement √©lectromagn√©tique, avec la perte d’√©nergie cons√©quente. Cela provoquerait la chute de l’√©lectron dans le noyau, provoquant l’effondrement atomique.

Bohr a propos√© que les √©lectrons √©taient √† une certaine distance du noyau, tournant en cercles. Chaque cercle ou orbite √©tait dot√© d’une quantit√© d’√©nergie pr√©d√©termin√©e. Si un √©lectron sautait sur une orbite d’√©nergie inf√©rieure, il √©mettrait un rayonnement √©lectromagn√©tique.

Le mod√®le le plus simple √©tait l’hydrog√®ne, qui se compose d’un √©lectron et d’un proton. En calculant l’√©nergie que l’hydrog√®ne √©met lorsqu’il re√ßoit une d√©charge, les valeurs exp√©rimentales sont proches des valeurs calcul√©es par Bohr.

√Čchecs du mod√®le atomique de Bohr

Au d√©but, le mod√®le Bohr semblait prometteur. C’√©tait un ajustement parfait pour l’atome d’hydrog√®ne. Mais quand il s’agissait d’appliquer ce mod√®le √† d’autres atomes, cela n’a pas fonctionn√©.

Les électrons ne se déplacent pas sur des orbites circulaires

Certains ont essay√© d’adapter le mod√®le √† une orbite elliptique, sans succ√®s. Aujourd’hui on sait que l’√©lectron se comporte comme une onde et une particule, il vaut donc mieux parler d’une fonction d’onde, un espace autour du noyau o√Ļ il y a une probabilit√© de trouver l’√©lectron.

 

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