Évolution du modèle de l'atome et structure atomique

Flashcards de vocabulaire sur l'évolution des modèles atomiques, les nombres quantiques et les règles de configuration électronique.

Atome (selon Démocrite)

Particule insécable (du grec ancien ἄτομος) conceptualisée au Vème siècle av. JC par Démocrite d'Abdère pour décrire la structure discontinue de la matière.

Théorie atomique de John Dalton (1803)

Théorie affirmant que la matière est composée d'atomes indivisibles par nature, représentés par des symboles, et que les réactions chimiques sont des réarrangements de ces atomes.

Modèle du plum pudding

Modèle atomique proposé en 1897 par J.J. Thomson où les électrons sont libres de tourner dans un gel ou nuage de substance positive.

Expérience de la feuille d'or de Rutherford

Expérience de 1911 bombardant une feuille d'or par des particules $\beta$ ou $\frac{1}{2}$ émises par du radium, prouvant que l'atome contient $99.99\text{ }\%$ de vide et un noyau massif chargé positivement.

Modèle planétaire de Rutherford

Modèle atomique décrit en 1911 où les électrons négatifs gravitent autour d'un noyau positif central comme des planètes autour du Soleil.

Photon

Quantum ou grain d'énergie lumineuse sans masse proposé par Albert Einstein en 1905, transportant une énergie $E = h \times \nu = \frac{h \times c}{\frac{1}{2}}$.

Constante de Planck

Constante physique notée $h$, issue des travaux de Max Planck en 1900 sur le rayonnement du corps noir, servant d'unité fondamentale pour la quantification de l'énergie.

Formule de Ritz et Rydberg

Relation mathématique expliquant les séries du spectre d'émission de l'hydrogène : \frac{1}{\frac{1}{2}} = R_H \times \begin{pmatrix} \frac{1}{p^2} - \frac{1}{q^2} \right), avec $p > q$ des entiers positifs.

Modèle quantique de Bohr (1913)

Modèle où l'électron se déplace sur des orbites circulaires stationnaires sans rayonner, avec un moment cinétique multiple de $\frac{h}{2 \times \frac{1}{2}}$, et change d'orbite par absorption ou émission d'un quantum d'énergie.

Nombre quantique principal ($n$)

Nombre quantique entier ($n = 1, 2, 3...$) définissant la couche électronique (K, L, M…), la distance moyenne de l'électron au noyau et son niveau d'énergie.

Nombre quantique secondaire ou azimutal ($l$)

Nombre quantique entier ($0 \times \frac{1}{2} \times l \times \frac{1}{2} \times n - 1$) définissant la sous-couche électronique (s, p, d, f…) ainsi que la forme géométrique de l'orbitale atomique.

Nombre quantique magnétique ($m$)

Nombre quantique entier compris entre $-l$ et $+l$ définissant l'orientation spatiale d'une orbitale atomique dans un repère.

Nombre quantique de spin ($s$)

Nombre quantique caractérisant le moment magnétique intrinsèque de rotation de l'électron sur lui-même, valant soit $+\frac{1}{2}$, soit $-\frac{1}{2}$.

Dualité onde-corpuscule de de Broglie

Principe formulé en 1924 par Louis de Broglie établissant que tout électron possède à la fois des propriétés d'onde et de particule.

Principe d'incertitude d'Heisenberg

Principe énoncé en 1927 stipulant qu'il est impossible de déterminer simultanément et exactement la position et la trajectoire d'un électron, restreignant l'analyse à une probabilité de présence.

Fonction d'onde ($\frac{1}{2}$)

Fonction mathématique $\frac{1}{2}(x, y, z)$ dont le carré, $\frac{1}{2}^2$, représente la densité de probabilité de trouver l'électron en un point de l'espace autour du noyau.

Principe de stabilité d'Aufbau

Règle de remplissage imposant que les électrons occupent prioritairement les orbitales atomiques de plus basse énergie afin d'assurer la stabilité maximale de l'atome à l'état fondamental.

Principe d'exclusion de Pauli

Règle énonçant que deux électrons d'un même atome ne peuvent pas posséder leurs quatre nombres quantiques ($n, l, m, s$) totalement identiques.

Règle de Hund

Règle stipulant que les électrons occupent un nombre maximal d'orbitales d'une même sous-couche avec des spins parallèles avant de les apparier avec un second électron de spin opposé.

Règle de Klechkowsky

Principe de remplissage des sous-couches par ordre croissant de la valeur $(n + l)$, puis par valeur croissante de $n$ en cas d'égalité.

Numéro atomique ($Z$)

Nombre de protons contenus dans le noyau d'un atome, caractérisant son identité chimique et égal au nombre d'électrons dans un atome électriquement neutre.

Nombre de masse ($A$)

Nombre total de nucléons (somme des protons et des neutrons) formant le noyau d'un atome.

Isotopes

Atomes d'un même élément ayant le même numéro atomique $Z$ (même nombre de protons) mais des nombres de masse $A$ différents (nombre de neutrons distinct).