INTERPRÉTATION DES SPECTRES DE RAIES DES ATOMES

« Exemple : L'hydrogène peut émettre les raies de longueurs d'onde : À, = 656 ,3 nm ; À2 = 486 ,1 nm ; Àa = 1 875 nm.

Il leur correspond les nombres d'onde : a, = 1/À, = 15 237 cm-•, a2 = 1/A.2 = 20 572 cm-•, c aa = 1/A.a = 5 333 cm- 1 • (1 nm = 10 - 9m et À3 1 m-• = (10 -2 cm) -' = 10 2 cm -') b Compte tenu de la précision sur les longueurs d'onde , a,, a2, a a sont visible- ment liés par la relation a2 = a, + aa, 112 ce qui s'explique par le diagramme à trois niveaux d'énergie a, b, c, de la 11, figure : hv = he/A.

= hca et donc E.-E.

(E.-Eo) + (Eo-E a) 02 =~= he --~--------~------------a E.-Eo Eo-E a soit a.

= ~ + ~ = a, + aa.

411.3.

PROPRIÉTÉS LIÉES AUX NIVEAUX D'ÉNERGIE e L'énergie mécanique de l'électron E = Epot .

+ Ec;n.

n'est définie qu'à une constante additive arbitraire près** : on a coutume de lever cette indétermina­ tion en choisissant Epot .

= 0 à distance infinie du noyau.

Dans ces conditions , on peut montrer que l'énergie mécanique de l'électron est négative si l'électron est lié à l'atome, et positive ou nulle si l'électron est libre (s'il a pu s'éloigner indéfiniment du noyau) .

e On appelle énergie de première ionisation de l'atome, l'énergie E; qu'il faut fournir pour arracher l'électron le plus faiblement lié à l'atome, c'est-à -dire pour porter cet électron de son niveau initial E< (qui est donc le niveau négatif le plus haut) au niveau E = 0: E; = 0- E< =- E O.

e Le niveau d'é nergie atomique le plus bas (le plus négatif) est appelé niveau fondamental.

e Le spectre de raies d'un atome s'étend du domaine des rayons X au domaine des rayons infrarouges.

e Les éléments d'une même colonne de la classification périodique ont, dans le domaine visible, des spectres analogues : le spectre visible dépend donc, comme les propriétés chimiques, des électrons externes.. »