Énergie de liaison atomique

 

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Si tu as vu comment calculer la taille d'équilibre d'un atome, il est trivial de trouver son énergie de liaison. Tu utilises pour cela notre cher théorème du viriel W = <K> + <U> = ½<U> et le résultat coule de source:

L'énergie d'un atome varie donc comme l'inverse du carré de son nombre quantique principal n. Numériquement, cela donne:

L'énergie de liaison d'un atome d'hydrogène (Z = n = 1) est donc de l'ordre de la dizaine d'électron-volt. Cette loi forme la base de la spectroscopie dite atomique, couramment utilisée en astronomie pour identifier les éléments présents dans les étoiles.

Il est aussi intéressant de connaître la partie cinétique de l'énergie:

qui te montres que pour n = 1 et Z ~ 100 le rapport <v>/c est voisin de 73%. Il existe donc des atomes où les électrons tournent avec des vitesses proches de celles de la lumière. Ceci t'expliques pourquoi les propriétés chimiques des éléments lourds vont être notablement différentes de celles de leurs homologues plus légers. Ainsi le mercure ne ressemblera pas au zinc, le thallium aura un comportement très différent de l'aluminium, idem pour le carbone et le plomb, etc...

undercon.gif (4369 octets)Cette page a été mise à jour le 21/09/99.