IV Énergie de première ionisation
C’est l’énergie minimale qu’il faut fournir pour qu’un électron de la couche de valence puisse quitter l’atome ; l’atome devient alors un ion. L’électron n’étant plus en interaction avec le noyau, il doit donc atteindre le niveau d’énergie E = 0 . L’éventuel surplus d’énergie que possède l’électron est de l’énergie cinétique.
A t o m e d e s o d i u m
1. Le spectre d’émission de l’atome de sodium possède une raie intense dont la longueur d’onde λ est mesurée égale à 589,3 nm.
1.1. Calculez l’énergie d’un photon de longueur d’onde λ = 589,3 nm. (Le résultat
sera exprimé en joule puis en électron-volt).
1.2. À l’aide du diagramme simplifié des niveaux d’énergie de l’électron externe de
l’atome de sodium, indiquez à quelle transition de l’électron externe correspond la
raie d’émission λ = 589,3 nm
2. L’atome de sodium étant dans son état fondamental, un photon de longueur d’onde
λ = 496 nm peut-il être absorbé ?
3. Déterminez l’énergie d’ionisation E i de l’atome de sodium à partir de son état fondamental.
Donnée : diagramme simplifié des niveaux d’énergie de l’électron externe de
l’atome de sodium :
S o l u t i o n
1.1. E =
6,63 × 10
−34
× 3 × 10
8
589,3 × 10 −9
= 3,4 × 10
−19 J = 2,1 eV
1.2. transition 3p −→ 3s car l’électron doit perdre une énergie de 2,1 eV
14
C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
Énergie (eV)
0
− 5,12
− 3,014
– 1,93
niveau 4s
niveau 3p
niveau 3s (occupé dans l’état fondamental)
C’est l’énergie minimale qu’il faut fournir pour qu’un électron de la couche de valence puisse quitter l’atome ; l’atome devient alors un ion. L’électron n’étant plus en interaction avec le noyau, il doit donc atteindre le niveau d’énergie E = 0 . L’éventuel surplus d’énergie que possède l’électron est de l’énergie cinétique.
A t o m e d e s o d i u m
1. Le spectre d’émission de l’atome de sodium possède une raie intense dont la longueur d’onde λ est mesurée égale à 589,3 nm.
1.1. Calculez l’énergie d’un photon de longueur d’onde λ = 589,3 nm. (Le résultat
sera exprimé en joule puis en électron-volt).
1.2. À l’aide du diagramme simplifié des niveaux d’énergie de l’électron externe de
l’atome de sodium, indiquez à quelle transition de l’électron externe correspond la
raie d’émission λ = 589,3 nm
2. L’atome de sodium étant dans son état fondamental, un photon de longueur d’onde
λ = 496 nm peut-il être absorbé ?
3. Déterminez l’énergie d’ionisation E i de l’atome de sodium à partir de son état fondamental.
Donnée : diagramme simplifié des niveaux d’énergie de l’électron externe de
l’atome de sodium :
S o l u t i o n
1.1. E =
6,63 × 10
−34
× 3 × 10
8
589,3 × 10 −9
= 3,4 × 10
−19 J = 2,1 eV
1.2. transition 3p −→ 3s car l’électron doit perdre une énergie de 2,1 eV
14
C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
Énergie (eV)
0
− 5,12
− 3,014
– 1,93
niveau 4s
niveau 3p
niveau 3s (occupé dans l’état fondamental)