Le mod�le de Bohr

III. Repr�sentation du mod�le de Bohr

Les travaux de Niels Bohr

Niels Bohr est un physicien danois (7 octobre 1885 � Copenhague, Danemark - 18 novembre 1962 � Copenhague, Danemark).

Il propose en 1913 un mod�le de l�atome am�lior� en sugg�rant :

• Les �lectrons sont r�partis sur des couches autour du noyau

• Les �lectrons qui appartiennent � une m�me couche ont une �nergie identique constante

• Les �lectrons lorsqu�ils sont excit�s peuvent passer d�une couche stable � une couche d��nergie plus �lev�e mais ils reviennent toujours � leur �tat d��nergie le plus bas

Il existe 7 couches �lectroniques autour du noyau d�un atome. Chaque couche correspond � une �nergie.

Ces couches sont d�sign�es par un nombre n de 1 � 7, appel� nombre quantique.  Ces couches sont �galement d�sign�es par une lettre.

Valeur de n	1	2	3	4	5	6	7
Lettre de la couche(� titre indicatif)	K	L	M	N	O	P	Q

 

III.1. La repr�sentation d�un atome selon le mod�le de Bohr

O� la couche 1 est la couche de plus basse �nergie et la couche 4 est la couche de plus haute �nergie.

 

III.2. La repr�sentation d�un atome selon le mod�le de Bohr

Les r�gles

Pour les �l�ments des 3 premi�res p�riodes :

• Chaque couche ne peut contenir que 2n�  �lectrons. (o� n est le num�ro de la couche)
• Les �lectrons des atomes stables occupent les couches d��nergie les plus basses

Exemple : la repr�sentation de l�oxyg�ne dans le mod�le de Bohr

	K2 L6

Exemple : la repr�sentation du Fer dans le mod�le de Bohr

K 2 26 Fe 55,85 L 8 M 14 N 2
	K2 L8 M14 N2

Ce qu'il faut savoir :  sur chaque couche peut se trouver au maximum 2n² �lectrons ( n �tant le chiffre qui d�signe la p�riode). Exemple pour la p�riode 2, le maximum d'�lectrons de la couche sera : 2. (2)² soit 8. !!  Ce nombre n est appel� nombre quantique. ( Note : � partir de la 4� p�riode d'autres r�gles s'appliquent et il ne faut plus n�cessairement qu'une couche soit remplie totalement pour pouvoir en mettre une autre. Dans ce cas, se r�f�rer au tableau p�riodique).

IV. Exercices

 

I. D�termine le nom et la formule des �l�ments correspondants aux mod�les repr�sent�s.   Hydrog�ne , H isotope 7 du Lithium (7Li) A. B. II. D�termine le nombre d��lectrons pr�sents sur les couches des �l�ments suivants :  Li  | KLMNOP Mg | KLMNOP Cr | KLMNOP Hg  | KLMNOP III. Donne le nom des �l�ments poss�dant la r�partition �lectronique suivante : 2 ; 3 2 ; 8 ; 8 ; 2 2 ; 8 ; 18 ; 7 IV. Compl�te le tableau suivant : nom symbole Z Nombre total Structure selon Bohr n� de la p�riode e- n� p+ K L M N O   Argent                         Cl                         44                               2 8 18 5 -

V. Application du mod�le de Bohr : Les ampoules � d�charges

V.1. Composition des ampoules � ï¿½conomiques ï¿½ fluo compactes

Composition chimique : m�lange gazeux de mercure et d�argon. (L�argon ne joue aucun r�le dans la r�action).

k 2 80 Hg 200,59 L 8 M 18 N 32 O 18 P 2   R : 23-33-50/53 S : 7-45-60-61

Propri�t�s physiques �tat ordinaire (CNTP) Liquide Temp�rature de fusion -38,87 ï¿½C Temp�rature d'�bullition 356,6 ï¿½C   Une ampoule �conomique type � fluo compacte ï¿½ contient environ 5 mg de mercure.

La concentration maximale admissible sur le lieu de travail du mercure s��l�ve �  0,05 mg/m�. L�exposition aux vapeurs de mercure peut entra�ner des inflammations des bronches et des bronchioles, la plupart du temps accompagn�es d�une d�tresse respiratoire et d�une cyanose (coloration bleut�e de la peau, des muqueuses et des ongles du fait de  �augmentation de l�h�moglobine r�duite dans le sang capillaire). Ces  sympt�mes peuvent appara�tre apr�s quelques heures d�exposition seulement � des concentrations de plus de 1-3 mg de mercure par m3, fr�quemment accompagn�s de c�phal�es et de fi�vre. source: Conf�d�ration suisse | D�partement f�d�ral de l'int�rieur DFI | Office f�d�ral de la sant� publique OFSP, Unit� de direction Protection des consommateurs, juin 2007

avantages

• La faible consommation en �nergie pour une �mission de lumi�re comparable aux ampoules � incandescence

• La longue dur�e de vie (+ de 10.000 heures)

inconv�nients

• La pr�sence de vapeurs de mercure et l'absence de fili�res de recyclage organis�es dans tous les pays l'utilisant

• La couleur globale �mise (lumi�re essentiellement bleut�e, manquant de rouge)

 

V.2. Type de lumi�re �mise (quelles sont les �nergies des photons �mis ?)

V.2.1. L'�mission du Mercure

Type de lumi�re �mise (photons) : essentiellement  des UV (lumi�re invisible de haute �nergie) et quelques bandes (orange-jaune-vert-bleu-violet).

La composition chimique de la poudre fluorescente est un secret industriel et chaque poudre ou m�lange est prot�g� par un brevet.

On peut juste signaler qu�il s�agit souvent de sels de phosphore.

 

V.2.2. L'�mission d'une ampoule � incandescence compar�e � un tube fluo compacte ("n�on")

A la simple �mission des atomes de mercure, vient s'ajouter l'�mission de la poudre fluorescente qui permet d'�tendre la gamme des photons �mis.

Lumi�re �mise par une ampoule � incandescence
Lumi�re �mise par une ampoule fluo compacte (�mission du mercure + �mission des sels fluorescents)
I.R.	rouge	jaune	vert	bleu	mauve	U.V.

 

L��mission d�Ultra violets de l�ampoule fluo compacte n�appara�t pas, car l�enveloppe en verre stoppe les rayons U.V. Ils ne sont donc pas visibles sur le spectre de l�ampoule.

 

V.3. Sch�ma d'une ampoule fluo compacte

 

Source sch�ma  - Journal de Montr�al retravaill�  (public domain)

V.4. Principe de fonctionnement au niveau atomique expliqu� � l'aide du mod�le de Bohr

�tape 1

�tape 2

 

	Le mod�le atomique de Bohr Les spectres atomiques et la repr�sentation de Lewis