Cours d'atomistique et structure PACES (première année de médecine)

Thèmes abordés

Cours d'atomistique et structure PACES, atomistique, liaisons chimiques, édifices polyatomiques, propriétés de l'atome

Résumé du document

- Structure et propriétés de l'atome (~100 éléments chimiques connus)
. Modèle de Dalton 1808.
. Modèle de Rutherford 1911 = noyau central positif de diamètre 105 plus petit que celui de l'atome.
. Modèle de Bohr = orbites stationnaires s/ lesquelles les e- ne rayonnent pas d'NRJ => nbre quantique principal n, passage d'un niveau à l'autre (transition), état ionisé pris comme origine donc NRJ<0 avec En = -A / n² (r = A.n² , A = 13,6eV)
. Modèle de Sommerfield = 2 nbres quantiques supplémentaires l et m, on s'intéresse à la proba de présence de l'e- autour du noyau.

- Spectre d'émission de l'hydrogène : NRJ.

Extraits

[...] ATOMISTIQUE ET STRUCTURE Atomistique Structure et propriétés de l'atome (~100 éléments chimiques connus) Modèle de Dalton 1808 Modèle de Rutherford 1911 = noyau central positif de diamètre 105 plus petit que celui de l'atome. Modèle de Bohr = orbites stationnaires lesquelles les ne rayonnent pas d'NRJ nbre quantique principal passage d'un niveau à l'autre (transition), état ionisé pris comme origine donc NRJ dP = ψ².dv et = dP/dv Nombres quantiques (orbitale définie par l et Principal n = définit une couche ou niveau NRJ Azimutal ou secondaire l = forme + nom OA sous couche, avec 0 l n-1 Magnétique m = orientation OA dans espace avec m Spin = rotation de sur lui-même = Les orbitales atomiques Orbitales ns = sphère rayon r (augmente avec pas direction précise Orbitales p = 3 OA de même niveau d'NRJ suivant Ox, Oy, Oz, ac 2 lobes sphériques, directions privilégiées (liaisons). [...]

[...] Orbitales d = 5 solutions d'OA d valeurs de plus complexes, même valeur d'NRJ du système (comme OA Cases quantiques représentation d'une OA) Etat quantique fonda = NRJ min du système Principe de stabilité = remplissage couches les plus basses vers les plus hautes Principe d'exclusion de Pauli = spins opposés dans une case Règle de Hund = remplir le plus d'OA ac puis avec de spins opposés arrangement plus stable = plus de spins F paramagnétiques) discontinuité des niveaux d'NRJ = règle de Klechkowski Diamagnétique = repoussé par champ magnétique ; Paramagnétique = attiré NRJ d'ionisation = NRJ min pour arracher un d'un atome à l'état gazeux et à l'état quantique fonda Ei > augmente entre les ionisations successives à charge nucléaire constante (Ei 2nd > Ei gaz rare) Rayon atomique de covalence = moitié de d entre les 2 noyaux de 2 atomes liés d'un élément Rayon de Van der Waals = moitié de d min à laquelle les atomes se rapprochent sans se lier Longueur de liaison = distance entre 2 centres atomiques qd il y a liaison (atomes identiques 2rC, atomes somme rC) Effet d'écran = attiré par noyau mais repoussé par autres (force attraction noyau/e- 0 EA- EA A plus stable NRJ dégagée II) Liaisons chimiques et édifices polyatomiques Formation des liaisons Liaison pour acquérir état plus stable (Ep min) : pr d0 longueur de liaison, Ep min pr NRJ de liaison = libérée lors de formation d'1 liaison entre 1 mole de chacun des atomes gazeux, EL [...]

[...] Electronégativité = tendance qu'a un atome à attirer les d'une liaison covalente ds une liaison polaire (molec asymétrique) Echelles d'électronégativité = varie avec affinité et Ei, croît du Fr ou Fluor (indice Définitions : Mulliken χA = (AA + EiA) ; Pauling ΔAB = (car A-B forte NRJ de stabilisation ΔAB) Polarité des liaisons (dpd de géométrie molec + moment dipolaire de chaque liaison) = si χ A-χB 2 on a liaison ionique, sinon on note δ- atome plus électronégatif et δ+ l'autre moment dipolaire μ = δ d (en Debye, du vers le + le plus souvent) Molec polaires = liaisons≠0 ; Molec apolaires = liaisons=0 Modèle de Gillepsie RPECV ou VSEPR = figures de répulsion, on note AXnEm atome central, X périphérique, n doublets liants, m non liants) molec ac doublets libres = 3 forces répulsives entre doublets (libre/libre > libre/liant > liant/liant) Méthode = écrire configuration atomes, établir liaisons covalentes, écrire formule de Lewis, en déduire formule AXnEm, définir forme de l'ensemble, de la molec, type hybridation des atomes. Insuffisance = on admet que doublets st équidistants de A et que les liaisons st identiques. [...]

[...] Orbitales moléculaires, liaisons σ et π OM = équivalent de OA pour une molec, doublet de liaison entre 2 atomes ou doublet libre sur un seul, liaison covalente OM contenant 2 OA de nOA nOM, mm règles remplissage. [...]