RESOLUTION EXO

[rabah.hamiteche]

Bonjour,
désolé de vous déranger.
Dans un QCM il y a deux questions que je n'arrive pas à résoudre. Pouvez vous m'aider s'il vous plait svp.
Merci d'avance

"Un photon ayant une énergie de 2 eV peut ioniser un atome H initialement à l’état excité n=3"?
"L’énergie de première ionisation du soufre 16S est inférieure à celle du
phosphore 15P"

[Lounes.dah]

Salut,

"Un photon ayant une énergie de 2 eV peut ioniser un atome H initialement à l’état excité n=3"?

Il faut que tu partes de la formule suivante :

formule-atomistique.PNG

(cette formule fonctionne pour l'hydrogène seulement, pour les autres atomes il faut multiplier par Z² au numérateur)
Ici, tu calcules d'abord l'énergie de l'électron à n=3, -13,6/3² = -1,51 eV
Pour ioniser un atome on considére n = infini, tu fais ta limite (comme en terminale) ce qui nous amène à E = 0 ev pour n = infini,
Tu fais la différence entre l'énergie de départ et l'énergie de l'atome ionisé, ce qui donne 1,51 eV, ça veut dire qu'il faut fournir 1,51 ev minimum pour ioniser l'hydrogène à l'état exciter n =3, ainsi un photon de 2 eV est largement suffisant pour le ioniser !

"L’énergie de première ionisation du soufre 16S est inférieure à celle du phosphore 15P"

Tu dois avoir ici en tête ton tableau périodique, l'énergie d'ionisation grandit dans le même sens que l'electronégativité donc de bas en haut et gauche à droite. Le prof a présenté 3 couples d'atomes exceptions pour laquelle la règle ne fonctionne pas mais ce qu'il faut faire c'est dessiner les cases quantiques pour comprendre car le prof n'a parlé que de ces 3 exceptions mais il en existe d'autre : N/O, Mg/Al et BE/B, donc par exemple Ei (N) > Ei (O) !
Ici, P/S c'est le même cas de figure que N/O, selon la règle de Hund une orbitale est stable lorsque qu'elle est à moitié remplie ou totalement remplie, c'est le cas de l'orbitale 3p pour le Phosphore, alors que le souffre a un électron en plus, ce dernier va rendre moins stable l'orbitale et ce sera + simple de l'arracher c'est pourquoi Ei(P) > Ei(S)
Je te met la diapo du prof sur ça et n'hésite pas voir ce moment du cours pour mieux comprendre !

Ei.PNG

[rabah.hamiteche]

Merci beaucoup pour ta réponse