Modèle atomique des caractéristiques de Schrödinger, postulats

Le Le modèle atomique de Schrödinger a été développé par Erwin Schrödinger en 1926. Cette proposition est connue sous le nom de modèle de mécanique quantique de l'atome et décrit le comportement des ondes de l'électron.

Pour cela, l'excellent physicien autrichien s'appuyait sur l'hypothèse de Broglie, qui affirmait que chaque particule en mouvement est associée à une onde et peut se comporter comme telle.

Schrödinger a suggéré que le mouvement des électrons dans l'atome correspondait à la dualité onde-particule et que, par conséquent, les électrons pourraient être mobilisés 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 se trouve dans une position spécifique.

Index

• 1 Caractéristiques du modèle atomique de Schrödinger
• 2 Expérience
  • 2.1 L'expérience de Young: la première démonstration de la dualité onde-particule
  • 2.2 L'équation de Schrödinger
• 3 postulats
• 4 articles d'intérêt
• 5 références

Caractéristiques du modèle atomique de Schrödinger

-Décrit le mouvement des électrons en tant qu'ondes 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 de l'électron, ni ne décrit la route qu'il fait dans l'atome. Il 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 différents niveaux et sous-niveaux d'énergie et peuvent être définies entre les nuages ​​d'électrons.

-Le modèle n'envisage pas la stabilité du noyau, mais seulement la mécanique quantique associée au mouvement des électrons dans l'atome.

Expérience

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

Pour cela, Schrödinger s'est appuyé sur l'expérience de Young et, à partir de ses propres observations, a développé l'expression mathématique qui porte son nom.

Suivant les fondements scientifiques de ce modèle atomique:

L'expérience de Young: la première démonstration de la dualité onde-particule

L'hypothèse de Broglie sur la nature ondulatoire et corpusculaire de la matière peut être démontrée par le Young Experiment, également connu sous le nom d'expérience à double fente.

Le scientifique anglais Thomas Young a jeté les bases du modèle atomique de Schrödinger quand, en 1801, il a mené l'expérience pour tester la nature d'onde 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 obtenue grâce à l’utilisation d’une carte de 0,2 millimètre, parallèle à la poutre.

La conception de l’expérience a été conçue de manière à ce que le faisceau de lumière soit plus large que la carte. Ainsi, en plaçant la carte horizontalement, la poutre était divisée en deux parties à peu près égales. La sortie des faisceaux lumineux était dirigée par un miroir.

Les deux faisceaux de lumière frappent un mur dans une pièce sombre. Il y avait des preuves de l'interférence entre les deux ondes, ce qui montrait que la lumière pouvait se comporter comme une particule et une onde.

Un siècle plus tard, Albert Einsten a renforcé cette 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 avec le temps ou non.

Pour l'analyse atomique, Schrödinger a publié à la fin de 1926 l'équation de Schrödinger indépendante du temps, qui repose sur des fonctions d'onde se comportant comme des ondes stationnaires.

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

Schrödinger a défini les ondes qui décrivent les électrons comme des états stationnaires ou orbitaux et sont associées à des niveaux d'énergie différents.

L’équation de Schrödinger indépendante du temps est la suivante:

Où:

E: constante de proportionnalité.

Ψ: fonction d'onde du système quantique.

Η ̂: Opérateur hamiltonien.

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

L'équation de Schrödinger indique que si nous avons une fonction d'onde Ψ et que l'opérateur hamiltonien y agit, la constante de proportionnalité E représente l'énergie totale du système quantique dans l'un de ses états stationnaires.

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

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 E.

Selon le principe d'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 de l'électron dans l'atome est inexacte.

Postulats

Les postulats du modèle atomique de Schrödinger sont les suivants:

-Les électrons se comportent comme des ondes stationnaires réparties dans l'espace en fonction de la fonction d'onde Ψ.

-Les électrons se déplacent dans l'atome en décrivant les orbitales. Ce sont des zones où la probabilité de trouver un électron est considérablement plus élevée. La probabilité référée est proportionnelle au carré de la fonction d'onde Ψ².

La configuration électronique du modèle atomique de Schrödinguer explique les propriétés périodiques des atomes et des liaisons qu’ils forment.

Cependant, le modèle atomique de Schrödinger ne considère pas le spin des électrons et ne considère pas non plus les variations du comportement des électrons rapides dues aux effets relativistes.

Articles d'intérêt

Modèle atomique de Broglie.

Modèle atomique de Chadwick.

Modèle atomique de Heisenberg.

Modèle atomique de Perrin.

Modèle atomique de Thomson.

Modèle atomique de Dalton.

Modèle atomique de Dirac Jordan.

Modèle atomique de Démocrite.

Modèle atomique de Bohr.

Références

1. Le modèle atomique de Schrodinger (2015). Récupéré de: quimicas.net
2. Le modèle mécanique quantique de l'atome Récupéré de: en.khanacademy.org
3. L'équation d'onde de Schrödinger (s.f.). Université Jaime I. Castellón, Espagne. Récupéré de: uji.es
4. Théorie atomique moderne: modèles (2007). © ABCTE. Extrait de: abcte.org
5. Modèle atomique de Schrodinger (s.f.). Extrait de: erwinschrodingerbiography.weebly.com
6. Wikipedia, l'encyclopédie libre (2018). Équation de Schrödinger. Extrait de: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, l'encyclopédie libre (2017). Expérience de Young. Extrait de: en.wikipedia.org