Modèle atomique Schrödinger

Quel est le modèle atomique de Schrödinger?

Il Modèle atomique Schrödinger Il s'agit d'une proposition de fonctionnement et de structure de l'atome développé par Erwin Schrödinger en 1926. Il est connu comme le modèle mécanique quantique de l'atome et décrit le comportement d'onde de l'électron.

Pour cela, le physicien autrichien exceptionnel était basé sur l'hypothèse de Broglie, qui a déclaré que chaque particule mobile est associée à une vague et peut se comporter comme telle.

Erwin Schrödinger

Schrödinger a suggéré que le mouvement des électrons dans l'atome correspondait à la dualité d'onde-particules, et par conséquent, les électrons pouvaient se mobiliser autour du noyau sous forme d'ondes stationnaires.

Schrödinger, qui a reçu le prix Nobel en 1933 pour ses contributions à la théorie atomique, a développé l'équation homonyme pour calculer la probabilité qu'un électron soit dans une position spécifique.

Caractéristiques du modèle atomique Schrödinger

Orbitals 1s, 2s et 2p à l'intérieur d'un atome de sodium.

-Ce modèle d'atome décrit le mouvement des électrons comme des vagues stationnaires.

-Les électrons se déplacent constamment, c'est-à-dire qu'ils n'ont pas de position fixe ou définie dans l'atome.

-Ce modèle ne prédit pas l'emplacement d'électrons, ni ne décrit l'itinéraire qu'il fait dans l'atome. Établit uniquement une zone de probabilité pour localiser l'électron.

-Ces zones de probabilité sont appelées orbitales atomiques. Les orbitales décrivent un mouvement de traduction autour du noyau de l'atome.

-Ces orbitales atomiques ont des niveaux différents et des sous-niveaux d'énergie et peuvent être définis entre les nuages ​​d'électrons.

-Le modèle n'envisage pas la stabilité du noyau, il se réfère uniquement à l'expliquer la mécanique quantique associée au mouvement des électrons dans l'atome.

La densité électronique indique la probabilité de trouver un électron près du noyau. Le plus proche du noyau (zone violette), il y aura plus de probabilité, alors qu'il sera moins si vous vous éloignez du noyau (zone violet).

Expérience

Le modèle atomique de Schrödinger est basé sur l'hypothèse de Broglie, ainsi que les modèles atomiques précédents de Bohr et Sommerfeld. 

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Broglie a proposé que tout comme les ondes ont des particules, les particules ont des propriétés d'onde, ayant une longueur d'onde associée. Quelque chose qui a généré beaucoup d'attentes à l'époque, étant Albert Einstein lui-même à sa théorie.

Cependant, la théorie de Broglie avait un manque, à savoir que le sens de la propre idée n'était pas très bien compris: un électron peut être une vague, mais qu'en est-il de quoi? C'est à ce moment que la figure de Schrödinger semble répondre.

Pour ce faire, le physicien autrichien s'est appuyé sur l'expérience de Young, et sur la base de ses propres observations, il a développé l'expression mathématique qui porte son nom.

Ensuite, les fondements scientifiques de ce modèle atomique:

Expérience de Young: la première démonstration de la dualité vague-particules

L'hypothèse de Broglie sur la nature ondulée et corpusculaire du sujet peut être démontrée par l'expérience de Young, également connue sous le nom d'expérience à double fente.

Le scientifique anglais Thomas Young a posé les fondements du modèle atomique de Schrödinger alors qu'en 1801 il a mené l'expérience pour vérifier la nature ondulée de la lumière.

Au cours de son expérimentation, Young a divisé l'émission d'un faisceau de lumière qui traverse un petit trou à travers une chambre d'observation. Cette division est réalisée en utilisant une carte de 0,2 millimètre, située parallèle au faisceau.

La conception de l'expérience a été faite pour que le faisceau lumineux soit plus large que la carte, plaçant ainsi la carte horizontalement, le faisceau a été divisé en approximativement les mêmes parties. La sortie des faisceaux lumineux a été dirigée par un miroir.

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Les deux faisceaux de lumière ont frappé un mur dans une pièce sombre. Là, le modèle d'interférence entre les deux vagues a été mis en évidence, ce qui a été démontré que la lumière pouvait se comporter autant qu'une particule et une onde.

Un siècle plus tard, Albert Einsten a renforcé l'idée à travers les principes de la mécanique quantique.

L'équation de Schrödinger

Schrödinger a développé deux modèles mathématiques, différenciant ce qui se passe selon que l'état quantique change dans le temps ou non.

Pour l'analyse atomique, Schrödinger a publié à la fin de 1926.

Cela implique que l'onde ne bouge pas, ses nœuds, c'est-à-dire ses points d'équilibre, servent de pivot pour le reste de la structure pour se déplacer autour d'eux, décrivant une certaine fréquence et amplitude.

Schrödinger a défini les vagues qui décrivent les électrons comme des états stationnaires ou orbitaux, et sont associés, à leur tour, à différents niveaux d'énergie.

L'équation temporelle indépendante de Schrödinger est la suivante:

Où:

ET: Constante de proportionnalité.

Ψ: Fonction d'onde du système quantique.

Η ̂: Opérateur hamiltonien.

L'équation temporelle indépendante de Schrödinger est utilisée lorsque l'observable qui représente l'énergie totale du système, connu sous le nom d'opérateur hamiltonien, ne dépend pas du temps. Cependant, la fonction décrivant au mouvement total des vagues dépendra toujours du temps.

L'équation de Schrödinger indique que si vous avez une fonction d'onde ψ et que l'opérateur hamiltonien agit dessus, la proportionnalité constante et représente l'énergie totale du système quantique dans l'un de ses états stationnaires.

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Appliqué au modèle atomique de Schrödinger, si l'électron se déplace dans un espace défini, il y a des valeurs d'énergie discrètes, et si l'électron est librement décalé dans l'espace, des intervalles d'énergie continus sont eu.

Du point de vue mathématique, il existe plusieurs solutions pour l'équation de Schrödinger, chaque solution implique une valeur différente pour la constante de proportionnalité et.

Selon le principe de l'incertitude de Heisenberg, il n'est pas possible d'estimer la position ou l'énergie d'un électron. Par conséquent, les scientifiques reconnaissent que l'estimation de l'emplacement d'électrons dans l'atome est inexacte.

Postule du modèle atomique Schrödinger

Les postulats du modèle atomique Schrödinger sont les suivants:

-Les électrons se comportent comme des ondes stationnaires qui sont distribuées dans l'espace en fonction de la fonction d'onde ψ.

-Les électrons se déplacent à l'intérieur de l'atome décrivant les orbitales. Ce sont des domaines où la probabilité de trouver un électron est considérablement plus élevée. La probabilité susmentionnée est proportionnelle au carré de la fonction d'onde ψ².

La configuration électronique du modèle atomique Schrödinguer explique les propriétés périodiques des atomes et des liens qui forment.

Cependant, le modèle atomique de Schrödinger ne contemple pas le rotation des électrons et ne considère pas les variations des électrons rapides dus aux effets relativistes dus aux effets relativistes.

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Les références

1. Le modèle mécanique quantique de l'atome récupéré: c'est.Khanacademy.org
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