Différence entre l'état fondamental et l'état excité

Différence principale entre l'état fondamental et l'état excité

Les atomes sont composés d'un noyau atomique et d'électrons qui se déplacent autour de ce noyau. Les électrons n'ont pas d'emplacement spécifique dans un atome; ils ont seulement une "probabilité" d'être quelque part autour du noyau. Selon ces probabilités, les scientifiques ont découvert des niveaux d'énergie discrets présentant la probabilité la plus élevée de contenir des électrons. Ces niveaux d'énergie contiennent des électrons ayant une certaine quantité d'énergie. Les niveaux d'énergie proches du noyau atomique ont une énergie inférieure à celle des niveaux d'énergie plus éloignés. Lorsqu'un atome reçoit une certaine quantité d'énergie, il passe d'un état fondamental à un état excité en raison du mouvement d'un électron d'un niveau d'énergie inférieur à un niveau d'énergie supérieur. La principale différence entre l'état fondamental et l'état excité est que l'état fondamental est un état dans lequel les électrons d'un système sont dans les niveaux d'énergie les plus bas possibles, tandis que l'état excité correspond à tout état du système qui a une énergie supérieure à l'état fondamental.

Zones clés couvertes

1. Quel est l'état fondamental
      - Définition, explication
2. Quel est l'état excité
     - Définition, explication
3. Quelle est la différence entre l'état fondamental et l'état excité
     - Comparaison des différences clés

Termes clés: Atome, noyau atomique, électron, niveau d’énergie, état excité, état fondamental, état de vide

Quel est l'état fondamental

L'état fondamental désigne l'état dans lequel tous les électrons d'un système (un atome, une molécule ou un ion) sont dans les niveaux d'énergie les plus bas possibles. Par conséquent, on sait que l'état fondamental n'a pas d'énergie par rapport à un état excité car les électrons sont à un niveau d'énergie «zéro». L'état fondamental est aussi appelé le état de vide.

Lorsque l'énergie est fournie à un atome dans l'état fondamental, il peut passer à un état excité en absorbant de l'énergie. Mais la durée de vie de l’état excité est moindre. Ainsi, l’atome retourne à l’état fondamental en émettant l’énergie absorbée, comme le montre l’image suivante..

Figure 1: Emission d'énergie absorbée

Par conséquent, l'état fondamental est très stable par rapport à l'état excité et a une durée de vie plus longue. Dans les atomes d'état fondamental, la distance entre les électrons et le noyau de l'atome est la plus petite possible. Les électrons résident plus près du noyau atomique.

Quel est l'état excité

L'état excité d'un atome fait référence à l'état qui a une énergie supérieure à l'état fondamental de cet atome. Ici, un ou plusieurs électrons ne sont pas à leur niveau d'énergie le plus bas possible. Les électrons ont atteint un niveau d'énergie supérieur en absorbant l'énergie fournie par l'extérieur. Mais, pour passer à un état excité, la quantité d'énergie fournie doit être égale à la différence d'énergie entre les deux niveaux d'énergie. Sinon, aucune excitation n'aurait lieu.

Cependant, l'état excité n'est pas stable car les niveaux d'énergie élevés ne le sont pas et les atomes ont tendance à revenir à l'état fondamental en émettant l'énergie absorbée. Cette émission entraîne la formation d’un spectre électromagnétique comportant des raies d’émission.

Figure 2: Emission d'énergie absorbée par un état excité

La durée de vie d'un état excité est très courte car l'état excité est instable en raison de sa haute énergie. Ici, la distance entre le noyau atomique et les électrons ne sont pas les moindres distances possibles.

Différence entre l'état fondamental et l'état excité

Définition

État fondamental: L'état fondamental désigne l'état dans lequel tous les électrons d'un système (un atome, une molécule ou un ion) sont dans les niveaux d'énergie les plus bas possibles.

Etat excité:  L'état excité est n'importe quel état du système qui a une énergie plus élevée que l'état fondamental.

Énergie

État fondamental:  L’état fondamental d’un système est connu pour avoir une énergie «zéro».

Etat excité:  L'état excité d'un système a une énergie élevée.

Stabilité

État fondamental:  L'état fondamental est très stable.

Etat excité:  L'état excité est très instable.

Durée de vie

État fondamental: L'état fondamental a une longue durée de vie.

Etat excité:  L'état excité a une courte durée de vie.

Distance du noyau atomique

État fondamental: La distance entre l'électron de l'état fondamental et le noyau de l'atome est la plus petite distance possible.

Etat excité:  La distance entre l'électron d'état excité et le noyau de l'atome est plus grande que celle de l'état fondamental.

Localisation des électrons

État fondamental: Dans l'état fondamental, les électrons sont situés dans les niveaux d'énergie les plus bas possibles.

Etat excité: Dans l'état excité, les électrons sont situés dans des niveaux d'énergie plus élevés.

Conclusion

L'état fondamental et l'état excité d'un système sont liés au mouvement des électrons entre deux niveaux d'énergie. La principale différence entre l'état fondamental et l'état excité est que l'état fondamental est un état alors que les électrons d'un système sont dans les niveaux d'énergie les plus bas possibles, tandis que l'état excité correspond à tout état du système qui a une énergie supérieure à l'état fondamental..

Référence:

1. «Etat fondamental». OChemPal, disponible ici.
2. «Etat fondamental Vs. État excité d'un atome: une analyse définitive. »ScienceStruck, disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. “Emission spontanée” Par Ilmari Karonen - http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Emission spontanée.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Bohr-atom-PAR” de JabberWok sur Wikipedia anglais (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia