DIFFERENTES REPRESENTATIONS
DES ATOMES

Dans le modèle planétaire de l’atome, l’électron décrit une orbite autour du noyau comme la Terre autour du Soleil, la force électrique entre charges de signes contraires remplaçant la gravitation : figure du dessus, dans le cas de l’atome d’hydrogène à un seul électron.

Mais en fait, de BROGLIE a découvert, que, comme toute particule, l’électron a un caractère ondulatoire. Il doit y avoir un nombre entier de longueur d’onde sur un tour, ce qui implique que seuls certains niveaux d’énergie sont possibles (mécanique quantique, de “quanta”= quantité définie en latin). On arrive à la figure du milieu : atome de BOHR. De plus, une orbite ne peut contenir que deux électrons (spins opposés) : c’est le principe d’exclusion de PAULI. Ces deux propriétés : orbites séparées d’une part, et contenant un nombre limité d’électrons d’autre part, impliquent une certaine “rigidité”de l’atome à l’origine de la possibilité de l’état solide. D’autre part, le nombre d’états quantiques autour de l’atome étant limités, un électron peut être obligé de “monter”à des niveaux d’énergies élevés pour trouver de la place. Il en résulte que les niveaux ne sont pas les mêmes d’un atome, à un autre (idem : molécule, ion). Quand deux atomes se rencontrent, un électron d’un atome peut trouver un niveau d’énergie plus bas dans un autre. Il y a transfert d’électrons; exemple : Na + 1/2Cl2 --> Na+ + Cl-. Ce sont les réactions d’oxydoréductions à l’origine des piles.

Cependant, l’électron ne décrit pas une trajectoire précise, on ne peut connaître que sa probabilité de présence en un endroit, et sa probabilité de vitesse avec (principe d’incertitude de HEISENBERG) :

                 h
DxD   (mvx)   >  --
                 2
On ne parle plus d’orbite mais d’orbitale. L’onde électronique obéit à l’équation de SCHRÖDINGER. L’état fondamental de l’atome d’hydrogène, est représenté par l’orbitale 1s : on a représenté sur la figure du dessous, la probabilité de présence de l’électron de cette orbitale.


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