Chapitre 1 • Les succès de la première théorie quantique
3
Les isotopes d’un élément ont le même numéro atomique Z mais
des masses atomiques différentes.
Les succès de la première théorie
1.4
quantique
Nous avons vu dans le paragraphe 1.2 que les électrons d’un atome
occupent la région de l’espace autour du noyau. À cause de l’importance des électrons pour la détermination des propriétés des atomes, des ions et des molécules, telles que les liaisons entre eux ou
à l’intérieur de ceux-ci, nous devons comprendre la structure électronique de chaque espèce. Aucune étude adéquate de la structure
électronique n’est possible sans faire référence à la théorie quantique et à la mécanique ondulatoire. Dans ce paragraphe et dans
les quelques paragraphes suivants, nous passons en revue certains
3. Pourquoi est-il correct dans la question 2 d’écrire
63
Cu plutôt que 29 Cu ?
4. Calculez A r pour le Mg naturel si la répartition des isotopes
est 78,99 % de
24
Mg, 10,00 % de
25
Mg et 11,01 % de
26
Mg ; les
masses précises sont 23,99, 24,99 et 25,98.
[Rép. 24,31]
On peut séparer les isotopes par spectrométrie de masse et la
figure 1.1a donne la répartition isotopique du Ru naturel. Comparez
ce diagramme (dans lequel l’isotope le plus abondant est mis à 100)
avec les valeurs notées dans l’appendice 5. La figure 1.1b présente
un spectre de masse de S 8 moléculaire dont la structure est représentée par la figure 1.1c ; on observe cinq pics dûs aux combinaisons des isotopes du soufre. (Voir le problème 1.5 à la fin de ce
chapitre.)
63
Ne confondez pas isotope et allotrope ! Le soufre présente à la fois
des isotopes et des variétés allotropiques ou allotropes. Les isotopes
du soufre (avec les pourcentages des abondances naturelles) sont
16 S (95,02 %), 16 S (0,75 %), 16 S (4,21 %) et 16 S (0,02 %).
Les variétés allotropiques d’un corps simple sont des variétés
structurales différentes de ce corps simple. Les variétés allotropiques
du soufre comprennent des structures cycliques, p.ex. S 6 (voir cidessous) et S 8 (figure 1.1c), et des chaînes S x de différentes longueurs (polycatenasoufre).
D’autres exemples d’isotopes et de variétés allotropiques apparaîtront à travers cet ouvrage.
32
33
34
36
C O n T E x T E C h i M i q U E E T T h É O R i q U E
isotopes et allotropes
Encadré 1.1
S 6
Une partie de la chaîne hélicoïdale de S ∞
256
258
260
0
25
50
75
100
96
98
100
102
104
0
25
50
75
100
Abondance relative
Abondance relative
Nombre de masse
Nombre de masse
(a)
(b)
(c)
Traces en spectrométrie de masse de (a) Ru atomique et (b) S
Fig. 1.1
8 moléculaire ; le rapport masse/charge est m/z et dans ces traces,
z = 1. (c) Structure moléculaire de S 8 .
3
Les isotopes d’un élément ont le même numéro atomique Z mais
des masses atomiques différentes.
Les succès de la première théorie
1.4
quantique
Nous avons vu dans le paragraphe 1.2 que les électrons d’un atome
occupent la région de l’espace autour du noyau. À cause de l’importance des électrons pour la détermination des propriétés des atomes, des ions et des molécules, telles que les liaisons entre eux ou
à l’intérieur de ceux-ci, nous devons comprendre la structure électronique de chaque espèce. Aucune étude adéquate de la structure
électronique n’est possible sans faire référence à la théorie quantique et à la mécanique ondulatoire. Dans ce paragraphe et dans
les quelques paragraphes suivants, nous passons en revue certains
3. Pourquoi est-il correct dans la question 2 d’écrire
63
Cu plutôt que 29 Cu ?
4. Calculez A r pour le Mg naturel si la répartition des isotopes
est 78,99 % de
24
Mg, 10,00 % de
25
Mg et 11,01 % de
26
Mg ; les
masses précises sont 23,99, 24,99 et 25,98.
[Rép. 24,31]
On peut séparer les isotopes par spectrométrie de masse et la
figure 1.1a donne la répartition isotopique du Ru naturel. Comparez
ce diagramme (dans lequel l’isotope le plus abondant est mis à 100)
avec les valeurs notées dans l’appendice 5. La figure 1.1b présente
un spectre de masse de S 8 moléculaire dont la structure est représentée par la figure 1.1c ; on observe cinq pics dûs aux combinaisons des isotopes du soufre. (Voir le problème 1.5 à la fin de ce
chapitre.)
63
Ne confondez pas isotope et allotrope ! Le soufre présente à la fois
des isotopes et des variétés allotropiques ou allotropes. Les isotopes
du soufre (avec les pourcentages des abondances naturelles) sont
16 S (95,02 %), 16 S (0,75 %), 16 S (4,21 %) et 16 S (0,02 %).
Les variétés allotropiques d’un corps simple sont des variétés
structurales différentes de ce corps simple. Les variétés allotropiques
du soufre comprennent des structures cycliques, p.ex. S 6 (voir cidessous) et S 8 (figure 1.1c), et des chaînes S x de différentes longueurs (polycatenasoufre).
D’autres exemples d’isotopes et de variétés allotropiques apparaîtront à travers cet ouvrage.
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C O n T E x T E C h i M i q U E E T T h É O R i q U E
isotopes et allotropes
Encadré 1.1
S 6
Une partie de la chaîne hélicoïdale de S ∞
256
258
260
0
25
50
75
100
96
98
100
102
104
0
25
50
75
100
Abondance relative
Abondance relative
Nombre de masse
Nombre de masse
(a)
(b)
(c)
Traces en spectrométrie de masse de (a) Ru atomique et (b) S
Fig. 1.1
8 moléculaire ; le rapport masse/charge est m/z et dans ces traces,
z = 1. (c) Structure moléculaire de S 8 .