L'ATOME QUANTIQUE
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le moment angulaire était quantifié. Il ne pouvait avoir que
les valeurs L = nh/21t à l'exclusion de toute autre.
Tout comme une personne sur une échelle ne peut se tenir
que sur ses barreaux et nulle part entre eux, si les orbites des
électrons sont quantifiées, alors les énergies que peut posséder
un électron à l'intérieur d'un atome le sont aussi. Pour l'hydrogène, Bohr put recourir à la physique classique pour calculer
l'énergie de son unique électron sur chaque orbite. L'ensemble
des orbites autorisées et de leurs énergies électroniques associées
sont les états quantiques de l'atome, ses niveaux d'énergie En. Le
barreau du bas de cette échelle de l'énergie atomique est n = 1,
lorsque l'électron est sur la première orbite, l'état quantique
d'énergie minimale. Le modèle de Bohr prédisait que le plus bas
niveau d'énergie, E 1 , appelé «état fondamental», pour l'atome
d'hydrogène serait de -13,6 eV, où un électron-volt (eV) est
l'unité de mesure adoptée pour l'énergie à l'échelle atomique et
où le signe moins indique que l'électron est lié au noyau 18 • Si
l'électron occupe toute autre orbite que n = 1, alors on dit que
l'électron est «excité». Appelé plus tard nombre quantique
principal, n est toujours un nombre entier, qui désigne la série
d'états stationnaires qu'un électron peut occuper et l'ensemble
correspondant de niveaux d'énergie En de l'atome.
Bohr calcula les valeurs des niveaux d'énergie de l'atome
d'hydrogène et trouva que l'énergie de chaque niveau était
égale à l'énergie de l'état fondamental divisée par n 2 , soit
(E 1 /n 2 ) eV. Ainsi, la valeur de l'énergie pour n = 2, le premier
état d'excitation, est -13,6/4 = -3,40 eV. Le rayon de la
première orbite électronique, n = 1, détermine le rayon de
l'atome d'hydrogène dans l'état fondamental. À partir de son
modèle, Bohr calcula qu'il était de 5,3 nanomètres (nm), un
nanomètre étant un milliardième (10- 9 ) de mètre- en accord
étroit avec les meilleures estimations du jour. Il découvrit que
le rayon des autres orbites autorisées progressait d'un facteur
n 2 : quand n = 1, le rayon est r; sin= 2, alors le rayon est 4r;
quand n = 3, le rayon est 9r, et ainsi de suite.
«J'espère être très bientôt en mesure de vous envoyer mon
article sur les atomes, écrivit Bohr à Rutherford le 31janvier
1913. Cela m'a pris beaucoup plus de temps que je ne l'avais
pensé ; je crois toutefois avoir progressé un peu ces derniers
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le moment angulaire était quantifié. Il ne pouvait avoir que
les valeurs L = nh/21t à l'exclusion de toute autre.
Tout comme une personne sur une échelle ne peut se tenir
que sur ses barreaux et nulle part entre eux, si les orbites des
électrons sont quantifiées, alors les énergies que peut posséder
un électron à l'intérieur d'un atome le sont aussi. Pour l'hydrogène, Bohr put recourir à la physique classique pour calculer
l'énergie de son unique électron sur chaque orbite. L'ensemble
des orbites autorisées et de leurs énergies électroniques associées
sont les états quantiques de l'atome, ses niveaux d'énergie En. Le
barreau du bas de cette échelle de l'énergie atomique est n = 1,
lorsque l'électron est sur la première orbite, l'état quantique
d'énergie minimale. Le modèle de Bohr prédisait que le plus bas
niveau d'énergie, E 1 , appelé «état fondamental», pour l'atome
d'hydrogène serait de -13,6 eV, où un électron-volt (eV) est
l'unité de mesure adoptée pour l'énergie à l'échelle atomique et
où le signe moins indique que l'électron est lié au noyau 18 • Si
l'électron occupe toute autre orbite que n = 1, alors on dit que
l'électron est «excité». Appelé plus tard nombre quantique
principal, n est toujours un nombre entier, qui désigne la série
d'états stationnaires qu'un électron peut occuper et l'ensemble
correspondant de niveaux d'énergie En de l'atome.
Bohr calcula les valeurs des niveaux d'énergie de l'atome
d'hydrogène et trouva que l'énergie de chaque niveau était
égale à l'énergie de l'état fondamental divisée par n 2 , soit
(E 1 /n 2 ) eV. Ainsi, la valeur de l'énergie pour n = 2, le premier
état d'excitation, est -13,6/4 = -3,40 eV. Le rayon de la
première orbite électronique, n = 1, détermine le rayon de
l'atome d'hydrogène dans l'état fondamental. À partir de son
modèle, Bohr calcula qu'il était de 5,3 nanomètres (nm), un
nanomètre étant un milliardième (10- 9 ) de mètre- en accord
étroit avec les meilleures estimations du jour. Il découvrit que
le rayon des autres orbites autorisées progressait d'un facteur
n 2 : quand n = 1, le rayon est r; sin= 2, alors le rayon est 4r;
quand n = 3, le rayon est 9r, et ainsi de suite.
«J'espère être très bientôt en mesure de vous envoyer mon
article sur les atomes, écrivit Bohr à Rutherford le 31janvier
1913. Cela m'a pris beaucoup plus de temps que je ne l'avais
pensé ; je crois toutefois avoir progressé un peu ces derniers