Vers l’atome quantique - Résumé

Sep 5, 2026

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Le texte retrace l’essor des modèles atomiques au tournant du XXe siècle, en partant de l’instabilité du modèle de Rutherford. Il explique pourquoi Bohr introduit un premier modèle quantique : l’électron reste sur des orbites stationnaires sans émettre, puis émet lors d’un passage entre niveaux une énergie quantifiée hν. La validation passe par l’analyse des raies spectrales, avant la modification de Sommerfeld avec davantage de nombres quantiques. Enfin, l’école de Copenhague limite la représentation à ce qui est possible.

LangueFrench

CatégorieGénéral

FormatPDF

Pages6

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Table des matières

Vers l’atome quantique

Résumé du modèle de Bohr

De Rutherford à l’atomie quantique

L’atome de Bohr

Fondements : Planck, Einstein et les raies spectrales

Orbites stationnaires et transitions quantiques

histoire de la chimie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vers l’atome quantique Résumé L’instabilité du modèledel’atomede Rutherford conduit Bohr à proposer le premier modèle quantique del’atome : un électrongraviteautour du noyau sur une orbite, dite stationnaire, caractérisée par un nombre quantique n, sans émettre d’énergie rayonnante ; puis quand il passe d’une orbite à une autre, il émet une énergie correspondant au quantum élémentaired’énergie hν. Ce modèletrouvera sa validation à travers l’analysedes raies spectrales, puissera modifié par Sommerfeld qui inaugurera le passage de un à quatre nombres quantiques. La nature matériellede l’électron se trouve alors transformée en réalisme mathématique et c’est l’énergie qui devient la grandeur physique fondamentale caractérisant l’électron dans l’atome. Avec l’école de Copenhague (Bohr, Heisenberg, Born), finie l’idéed’une représentation imagéede l’atome, la physique théorique ne peut que reproduire le possible et non le réel. Mots-clés Modèles, atome, quanta, nombres, quantiques, électron, probabilité, orbitales atomiques. Abstract To the quantum atom The instability of the Rutherford atom model led Bohr to propose the first quantum model of the atom: an electron gravitates around the nucleus on an orbit, called stationary, characterized by a quantum number n, without emitting radiant energy; it is when it passing from one orbit to another that it emits an energy corresponding to the elemental quantum of energy hν . This model will find its validation through the analysis of spectral lines; Sommerfeld will later modify this model inaugurating the transition from one to four quantum numbers. The material nature of the electron is then transformed into a mathematical realism and the energy becomes the fundamental physical variable characterizing the electron in the atom. With the Copenhagen school (Bohr, Heisenberg and Born), the idea of a pictorial representation of the atom came to end; theoretical physics can only reproduce the possible and not the real. Keywords Models, atom, quanta, numbers, quantum, electron, probability, atomic orbitals. E n ce début du XXe siècle, fini le caractère élémentaire de l’atome, puisque d’autres particules fondamentales (électrons, protons neutrons) ont été trouvées par les physiciens. Ernest Rutherford (1871-1937) représente l’atomecomme étant constitué d’un noyau chargé positivemententouré par une distribution d’électrons qui se déplacentrapidement sur des orbites circulaires [1] . Mais la stabilité d’un tel système ne peut s’expliquer dans le cadre de la mécanique classique. De plus, on est passé de l’élément substance de Mendeleïev à l’élément arithmétique, caractérisé par son numéro atomique et dont les propriétés sont liées à des électrons décrits par quatre nombres quantiques. Et, d’aprèsla répartition de ces nombres, on en déduira la répartition des places des électrons dans l’atome et dans la molécule. L’atome de Bohr En 1912, un jeune physicien danois, Niels Bohr (1885-1962), est en stage dans le laboratoire de Rutherford. Fortement préoccupé par l’instabilité du modèle de Rutherford, il vas’efforcer de soustraire l’électron aux règles de l’électrodynamique classique et de rendre compte de cette structure commune pour tous les atomes d’un même élément. Pour cela, de retour au Danemark en 1913, Bohr entreprendd’ajuster les différentes pièces du puzzle de la discontinuité : 1. La loi de Max Planck (1858-1945) qui introduit un premier élément fondamental de discontinuité : cette loi, relative aurayonnement du corps noir, précise que la matière ne peut émettre l’énergie radiante que par des quantités finies, multiplesentiersd’une quantité élémentaire hν ; la constante hest dénommée par Planck la « constante élémentaire d’action » et la quantité hν devient le « quantum élémentaire d’énergie » . 2. Les réflexions d’Albert Einstein (1879-195

FAQ

Quel problème le modèle de Rutherford ne permet-il pas d’expliquer ?

La stabilité d’un tel système d’électrons en orbites ne peut pas être expliquée dans le cadre de la mécanique classique.

Quelle idée centrale Bohr introduit-il dans le premier modèle quantique ?

L’électron gravite sur des orbites stationnaires sans émettre d’énergie rayonnante, caractérisées par un nombre quantique n.

Comment l’énergie est-elle émise lors du passage entre deux orbites ?

Quand un électron passe d’une orbite à une autre, l’énergie rayonnante E1–E2 correspond au quantum élémentaire d’énergie hν.

Sep 5, 2026

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