Le spectre électronique de l ’hydrogène

Présentation au sujet: "Le spectre électronique de l ’hydrogène"— Transcription de la présentation:

1 Le spectre électronique de l ’hydrogène

2 Les spectres On nomme spectre l’ensemble des photons absorbés ou émis par une substance Une substance absorbe ou émet un photon quand une de ses particules passe d’un niveau d’énergie à un autre Un photon peut être reconnu par son énergie Ephoton = | E1 - E2 | E1 E2 Photon émis Photon absorbé Un photon est parfois reconnu par sa fréquence  = Ephoton/h Un photon est souvent reconnu par sa longueur d ’onde  = hc/Ephoton

3 Visualisation d ’un spectre d ’émission
On peut visualiser le spectre émis par une substance en utilisant un instrument qui sépare le faisceau de lumière émise en ses longueurs d ’onde constituantes

4 Utilisation d ’un spectroscope
On peut voir le détail d’un spectre en utilisant un instrument nommé spectroscope Fente Prisme Substance émettrice Obturateur Écran On obtient sur l’écran des images de la fente

5 Spectres d ’émission continus
Certaines substances comme les solides chauds émettent des photons dans toutes les longueurs d ’onde : leur spectres sont continus 400 nm 500 nm 600 nm 700 nm Lumière visible u.v i.r Des détecteurs adéquats permettent de percevoir les photons ultraviolets ou infrarouges émis

6 Spectres d ’émission de raies
Certaines substances comme les éléments gazeux chauds émettent des photons dans certaines longueurs d ’onde seulement C ’est le cas de l ’hydrogène Lumière visible u.v i.r 400 nm 500 nm 600 nm 700 nm On nomme le type de spectre obtenu spectre de raies

7 Origine des spectres d’émission de raies
Selon les théories atomiques modernes, les spectres de raies sont d’origines électroniques Les électrons d’un atome peuvent occuper différents niveaux énergétiques -2,0x10-18J -1,6x10-18J -1,2x10-18J -0,8x10-18J -0,4x10-18J 0 J n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 Photons u.v Photons visibles Photons i.r Les niveaux d ’énergie de l ’électron de l ’hydrogène se calculent par l ’équation de Rydberg : En = -2,18x10-18 n2 Des photons sont émis lorsque des électrons excités dégringolent des niveaux supérieurs vers les niveaux inférieurs

8 Spectres d ’absorption
En plaçant un élément gazeux devant la source d ’un spectre continu on peut obtenir le spectre d ’absorption de l ’élément Ampoule d’hydrogène Le spectre d ’absorption comporte des raies noires dans les mêmes positions que les raies d ’émission

9 Origine des spectres d ’absorption
L ’absorption implique les mêmes niveaux énergétiques que l ’émission -2,0x10-18J -1,6x10-18J -1,2x10-18J -0,8x10-18J -0,4x10-18J 0 J n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 Photons u.v Photons visibles Photons i.r Des photons sont absorbés lorsque des électrons passent des niveaux inférieurs aux niveaux supérieurs