Transitions d'énergie électroniques et vibratoires

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Extrait

Transitions d'énergie électroniques et vibratoires (fiche - Terminale S)

Objectifs Étudier les états d’énergie d’une molécule diatomiq ue : états électroniques et vibratoires. Insister sur les ordres de grandeur de s énergies mises en jeu et des domaines spectraux associés. Faire le lien avec les notions vues en spectroscopie. 1. Spectres atomiques et moléculaires Nous avons vu dans la fiche liée aux transitions qu antiques qu’un atome isolé est assimilé à un système quantique {noyau + électrons}. Dans le cadre d’états liés, ce système ne peut prendre que certaines énergies bien déterminées : c’est la quantification de l’énergie. Ces énergies correspondent aux états occupés par les électrons : on parled’états électroniques. Dans l’exemple de l’atome d’hydrogène, ils

sont donnés par

.

Cet aspect est mis en évidence en provoquant destransitions électroniques, absorption et émission, qui ont pour effet de faire passer (au moins) un électron d’un état d’énergie à autre. Expérimentalement, ces tran sitions sont provoquées par exemple en établissant lespectre d’émission ou d’absorptionde l’atome. De part la quantification de l’énergie, on obtient desspectres de raies. Pour le spectre d’émission :

Avec une molécule simple, comme une molécule diatom ique, on ne trouve plus un spectre de raies, mais unspectre de bandes. Comment expliquer cela ?

Spectre (factice) de l’air : dioxygène et diazote 2. Etats d'énergies d'une molécule diatomique a. Energies vibratoires