Transitions électroniques – TD

Le modèle de Bohr, est une représentation du comportement de l’atome où les électrons gravitent autour du noyau selon le modèle planétaire. Bohr postula que seuls certaines orbites circulaires sont permises afin de rendre compte du caractère discontinu des spectres d’émission/absorption.

Exercice 1

Soit un atome d’hydrogène. Il se trouve au niveau d’énergie n=3. Quelles raies peut-on voir lorsqu’il se désexcite ?

Exercice 2

Quel est le domaine spectral de la série de Lyman ?

Exercice 3

Quelle est l’énergie d’ionisation de l’atome d’hydrogène ?

Exercice 4

Soit une lampe spectrale à hydrogène. Quelles couleurs peut-on obtenir à l’aide de cette lampe ?

16 réflexions au sujet de « Transitions électroniques – TD »

  1. Ex1 : celui dela série de Paschen et la couleur sera rouge.

    Ex2 : ultaviolet

    Ex3 : Eionisation = 13,6eV

    Ex 4 : Gros doute, de ce que j’ai compris ce devrait être invisible?????

  2. Pour l’exercice 4 on devrait voir un mélange des couleurs correspondantes aux différentes longueurs d’ondes que l’on a calculé au 1 il me semble

  3. Exo 1 : l’hydrogène peut se désexcite en n=1 ou n=2 ( ac n le niveau final ) , donc on calcul les raies à partir de la formule de ridberg pour ces deux valeurs de n : si n=1 -> la raie observée sera de 102 nm
    si n=2 -> la raie observée sera de 657nm. On observera seulement la raie quand H se désexcite au niveau 2 car elle est comprise entre 400 et 800 nm, autrement dit le domaine du visible.

    Exo 2 : la série de lyman correspond, comme dit précédemment, à des rayonnement non visible, inférieurs à 400 nm, donc les UV, en prenant comme valeur de p ( p étant le niveau initial ) de 2 et l’infini.

    Exo 4 : avec la lampe à hydrogène on observe les raies de la série de Balmer, autrement, les raies visibles. Le niveau final étant n=2. On applique alors dans la formule de ridberg les valeurs pr p < 2. On se rend compte qu'à partir de p=7, on arrive des les infrarouges. La série de Balmer est donc possible pr 2<p<7.

  4. ex 1: je trouve qu’il se trouve dans les ultra violets lorsqu’il se désexcite. Par contre je ne sais pas comment faire pour savoir quel spectre on observe…

  5. ex 1: cette desexcitation se trouve dans la serie de paschen et correspond donc à la transition electronique des etats excites (n> ou egal à 4) de l’atome d’hydrogene vers son etats fondamental n=3, ce qui se traduit par l’emission de serie de longueur d’onde dont le domlaine spectral est l’infrarouge. les longueurs d’onde des differentes raies peuvent etre les suivantes:
    n=4 à n=3: 1874.5 nm
    n=5 à n=3: 1281.4 nm
    n=6 à n=3: 1093.5 nm
    n=7 à n=3: 1004.6 nm
    …jusqu’à 820 nm qui est la limite

    ex 2: aucun autre commentaire à rajouter.

    ex 3: aucun autre commentaire à rajouter.

    ex 4: la question sous entend donc que les longueur d’onde que l’on cherche sont du domaine visible. d’après la formule de bohr sur les spectres d’emissions, on trouve: 397 nm = violet ( mais je ne suis pas sur que 397 nm soit considéré comme faisant partie du damaine visible)
    410 nm = violet
    434 nm = violet
    486 nm = bleu
    656 nm = rouge

  6. Ex2: on est bien dans l’ultraviolet , pour une transition de 2 vers 1 on à lambda= 121 nm, et lorsque n tend vers l’infini on a lambda = 91,1nm
    EX:3, on est dans le visible dans des transition aboutissant au niveau d’énergie n=2; de n’=3 vers n=2 => lambda = 656nm (orange) puis en augmentant le niveau n’ lambda diminue , ex de n’= 4 vers n=2 lambda vaut 486 nm ( bleu- vert ) , au delà de n’= 6 on passe dans l’ultraviolet ( par exemple pour n’= 7)

  7. ex 1 : non le niveau fondamental est toujours le niveau 1. Tous les autres niveaux sont des niveaux excités.

    ex 1 à 4, il faut faire les calculs !

    • Oui, j’aimerai bien faire les calculs,
      mais quelle formule du cours utilisez-vous?
      Je prends lambda = h/p, mais je n’obtiens que des résultats délirants.
      Idem avec 1/lambda = Rh (1/ni² – 1/nf²).
      ???

        • C’est bien la formule que j’utilise. Pourtant mes résultats sont
          incohérents avec ceux d’une longueur d’onde.
          -J’utilise de mauvaises valeurs?
          -J’ai un problème de conversion d’unités?
          -J’utilise mal ma calculatrice, ce qui serait ballot mais
          fort possible?

          Voilà mon équation par exemple pour
          Ni=3 (niveau élevé) vers Nf=1 (niveau inférieur)
          et Rh= 1,0973732 * 10^7

          J’ai 1/lambda = 1,0973732 * 10^7 (1/3² – 1/1²)= -9 876 358
          Lambda = -1,0125e -7

        • Pouvez-vous préciser l’unité ?

          Par ailleurs, l’énergie échangée étant en valeur absolue identique lors de d’une absorption ou d’une émission, il faut prendre la valeur absolue de votre résultat, soit une valeur positive. En suite, vous n’avez plus qu’à traduire le résultat en namomètres.

          Bon courage, vous y êtes presque.

  8. Bonjour, me revoilà après un intermède biochimie avec des propositions de réponses pour ce TD

    Exercice 1:
    Avec 1/lambda = RH x Z² (1/nf² – 1/ni²)
    ni = 3
    nf = 1 j’obtiens lambda = 6,563 x 10^-7m soit 656 nm => Balmer

    ni = 3
    nf =1 j’obtiens lambda = 1,0255 x10^-7 m ou 102 nm (Lyman) pour l’atome

    Donc on observe les raies de Balmer et Lyman au niveau initial 3 de l’atome d’hydrogène.

    (nb: je me demande s’il n’y a pas une incohérence entre le Wiki et le chapitre Bohr dans la position des ni et nf de l’équation de Rydberg? Ou c’est moi qui ait un problème de définition de niveau final et initial. Le niveau final est toujours le plus petit?)

    Exercice 2:
    Avec nf = niveau final = 1, tout ce qui est niveau initial, ni, > (ou =) 2
    C.a.d, toutes les raies > à 1,125 m 10^-7 ou 121,5 nm

    Exercice 3:
    Y a-t-il une formule pour calculer l’énergie d’ionisation?

    Exercice 4:
    Pour que les raies soient visibles, je dirai que le que le niveau final nf = 2
    et que le niveau intial est compris entre ni = 3 et ni = 6.
    Pour ni=3, on a une raie de 656 nm, soit Balmer (rouge)
    Pour ni = 6, on a une raie de 410 nm, soit Balmer (bleu)
    Les couleurs sont rouge et bleu.

    Merci de votre réponse, bonne semaine

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