Introduction à la chimie quantique appliquée

Les bases de l'atomistiques

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@Freedom

(je suis intéressé à savoir comment cette image a été faite).

Avec Paint, par moi même :-° Quand je ne met pas de source, les dessins sont de moi.

Trop de réponse pour le moment j’peux pas tout traiter d’un coups, j’ai peur d’oublier des trucs au fil de la discussion

J’éviterais le terme "balade"

Je trouve que t’abuses un petit peu, je l’ai mis entre guillemet pour montrer que la sémantique n’est pas adaptés. Et en plus j’exagère le très en disant "visiblement" qui insiste sur le fait que c’est la conclusion ingénue qu’on pourrait en tirer.

Tu parles juste après du tableau périodique alors que jusque la tu nous as juste parlé d’un seul électron autour du noyau. Je pense qu’il faut expliquer le lien que tu fais entre un électron autour du noyau et les atomes (ou il y a plusieurs électrons) du tableau périodique.

Vue que le modèle de Bohr est censé être connue, il n’y a pas besoin de faire ce genre de rappel à mon avis. Ça va juste alourdir le propos.

Qu’est ce qui fait que le remplissage et l’extraction sont si différents ? D’après ce que tu expliques jusque là, rien ne semble pourtant briser la symétrie entre remplissage et extraction. Quel mécanisme est à l’oeuvre ?

Très bonne question ! Corrigé

J’ai fait une première lecture rapide du chapitre suivant (en sautant celui qui est vide), j’en ferais une autre avant de lister des remarques. Mais globalement j’ai été brouillé avec la notation +x des orbitales, il faudrait peut-être un exemple détaillé pour illustrer le + et le x. Pour les liaisons, j’ai pas eu l’impression que tu expliques pourquoi ces superpositions forme effectivement des liaisons.

J’vais faire une sous-partie sur le principe d’exclusion de Pauli et j’intégrerais des réponses à ce moment là ta question m’a donné l’idée.

TO DO


@Vael

Par contre le sous entendu que les électrons de valences ne sont pas dans un état stable, ça non, ça ne va pas !

Tout à fait, et c’est corrigé

ok, du coup, pour moi le lien entre cette phrase et le fait que ce soit la conclusion de la non indépendance n’est pas assez net.

Idem c’est censé être corrigé

D’ailleurs dans le schéma tu devrais enlever les transitions non-radiatives, c’est HS ici et c’est plus du parasitage puisque pas du tous discuté.

Ouais j’ai recyclé une animation que j’avais fait pour un autre propos :’) . Spotted

TO DO

Du coup c’est marqué explicitement quelque part dans le tuto que spdf remplace KLM ?

Non pas du tout, mais maintenant oui :) c’est corrigé


Vraiment désolé si j’semble un peu réfractaire, j’essaye vraiment (purement) de justifier les choix qui m’ont conduit à prendre des voies plutôt que d’autres. Votre aide m’est précieuse et j’en tiens compte n’en doutais pas.

(je galère juste un peu à répondre à tout)

Édité par Blackline

Нова Проспект (/,>\text{(}/ , \text{>}

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D’accord, dans ce cas une remarque:

Lorsque nous essayons de capter un électron dans un de ces nuages, voilà ce qu’on observe après plusieurs cliché :

Pour moi, cette phrase, ca implique que c’est une mesure, pas un dessin fait à la main. Je connais pas l’état de la recherche sur la visualisation des nuages électroniques, une petite recherche m’a donné ces deux liens:
https://physics.aps.org/articles/v6/58
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.110.213001
A toi de voir si les illustrations contenues dedans te conviennent.

Édité par Freedom

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Auteur du sujet

C’est une bonne remarque, j’ai regardé ces publications et la seule image exploitable (tu m’diras si j’me trompe) est la suivante :

Densité de probabilité
Densité de probabilité

Je trouve la résolution un peu grossière et la lecture n’est pas si claire. C’est une bonne ressources, peut-être l’ajouterai-je accompagné de mon illustration.

Je ne pensais pas que ça poserais vraiment un soucis que j’ai illustré moi même "l’allure" que ça a. Comment font les professeurs en cours ? Ils ont de bien piètre compétences artisitiques et font ce qu’ils peuvent au tableau pour rendre compte de la réalité. Ce n’est pas non plus si malhonnête que ça ?

Нова Проспект (/,>\text{(}/ , \text{>}

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La colormap jet, c’est mal. On le voit bien là, puisque avec la zone en bleu clair, ça donne l’impression qu’il y a une coupure nette, alors que c’est probablement continu. Mettre ça dans un tuto me parait super risqué.

Il y a bien des façons de passer à l’acte. Se taire en est une. Attribué à Jean-Bertrand Pontalis

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Ca ne me gène pas que tu illustres toi même l’allure1, mais ne l’introduit pas comme si on avait réellement fait et répété l’expérience plein de fois pour l’obtenir2, c’est ça qui me gênait.

@Gabbro: Je suis d’accord pour jet, malheureusement on n’a pas toujours le choix de la colormap, à moins de pouvoir refaire l’image.


  1. D’autant plus que les états montrés dans l’articles sont des états excités (n=29 sur cette image).

  2. C’est vraiment comme ça que je l’avais compris avant de me demander "Comment cette expérience a été faite ?" et de faire une recherche.

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@Gabbro: Je suis d’accord pour jet, malheureusement on n’a pas toujours le choix de la colormap, à moins de pouvoir refaire l’image.

Freedom

Ça me donne une idée… Ça pourrait être rigolo d’écrire un script qui transforme une image faite avec jet en une image utilisant une autre échelle de couleur, en utilisant uniquement les données des pixels.

+3 -0

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Les introductions sur Slater et sur Rydberg rendent le propos beaucoup plus clair ! (peut être quelque tournures de phrase a revoir mais l’info est la) ! Et l’enchainement des parties plus fluides.

Deux trois remarque après avoir lu en diagonale :

En plus de mes autres remarques sur les bornes des intégrales de la densité de proba : ψ(r,t)=Rn,l(r)×Yl,m(θ,ϕ)\psi(\vec{r},t)=R_{n,l}(\vec{r})\times Y_{l,m} (\theta,\phi)

devrait être écrit : ψ(r,t)=Rn,l(r)×Yl,m(θ,ϕ)\psi(\vec{r},t)=R_{n,l}(r) \times Y_{l,m}(\theta,\phi)

En effet : r=(x,y,z)=(r,θ,ϕ)\vec{r} = (x,y,z) = (r, \theta, \phi). L’intérêt de décomposer psi en une partie radial et une partie angulaire est justement de montrer que la partie radial dépend uniquement de rr (…) !

Nous avons déjà constaté que la désexcitation après ionisation était très visuelle comme phénomène et bien les excitations électroniques elles aussi nous donne certaines couleurs que nous pouvons précisément analyser :soleil:

HUm y encore un doute qui plane… c’est pas directement les excitations qui donnent "certaines couleurs". Mais c’est bien la désexcitation spontané suivant l’excitation. Par contre ce qui est directement lié aux excitations se sont les "bandes d"absorption".

Je trouve le style d’écriture parfois un peu "alambiqué" (voir faux ou pas français :p) et ça nuit au propos du tuto. Des exemples parmi d’autre :

Avec pour véritable énergie de première ionisation 9.323eV9.323eV1, il est important de noter que cette méthode offre une vue qualitative somme toute relative.

Nous allons diminuer algébriquement la charge de notre noyau,

Cela aurait des proportions désastreuse et ce n’est pas ce qui est observé.

On constate que les couches prédites par Mendeleïev ont étaient remplacé et d’une certaine manière on peut voir un certain degré d’obsolescence.

(mais ça peut être corrigé à la fin, une fois que le contenu scientifique finis).

PS : la citation débile d’Avenger (fausse ?) m’a fait marrer.

La vanne sur le problème à n corps sera vue uniquement comme une faute d’orthographe.

Édité par Vael

+1 -0
Auteur du sujet

La vanne sur le problème à n corps sera vue uniquement comme une faute d’orthographe.

Alors là j’vois pas lol

En effet : r⃗ =(x,y,z)=(r,θ,ϕ) r =(x,y,z)=(r,θ,ϕ). L’intérêt de décomposer psi en une partie radial et une partie angulaire est justement de montrer que la partie radial dépend uniquement de rr (…) !

Merci pour le rappel j’avais que j’ai fais ça à l’arrache, ça fait partie des trucs que je dois reprendre rigoureusement, merci.

Je trouve le style d’écriture parfois un peu "alambiqué"

Ouais… j’sais pas pourquoi ça fait ça souvent :) j’y travaillerais.

PS : la citation débile d’Avenger (fausse ?) m’a fait marrer.

Elle est partiellement re-adaptée :p ! Lors que l’héliporteur est attaqué par les contre-espions de Loki, une des hélices est endommagé et Iron + Captain america essaye de faire redémarrer cette hélice. Tony Stark donne demande à Steve Rogers de regarder les circuits ("Panneau contrôle moteur") pour lui dire quels relais sont en "position overload" et c’est ce qu’il dit :

It seems to run on some form of electricity
It seems to run on some form of electricity

Édité par Blackline

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@Gabbro: Je suis d’accord pour jet, malheureusement on n’a pas toujours le choix de la colormap, à moins de pouvoir refaire l’image.

Freedom

Ça me donne une idée… Ça pourrait être rigolo d’écrire un script qui transforme une image faite avec jet en une image utilisant une autre échelle de couleur, en utilisant uniquement les données des pixels.

Aabu

On prend ça :

Densité de probabilité
Densité de probabilité

On fait passer la moulinette et tadaaa !

JetKiller est passé par là.
JetKiller est passé par là.

C’est pas subtil, mais c’est rigolo.

Bon promis, je ne vous embête pas plus, je ferais un petit billet pour montrer tout ça si j’arrive à rendre plus robuste et augmenter la performance de mon petit script.

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Auteur du sujet

Après quelques ajustements, rien de bien "ouf", j’ai décidé de republier l’avancement. J’suis notamment en train de prendre du temps sur la théorie des orbitales frontières pour être plus complet sur le "raisonnement en chimie organique".

C’est surement un choix chronophage et j’ai la chance d’avoir une idée d’angle d’attaque pour le coté "progressif" de la chose. Je compte introduire et démonter quelques idées reçus autour de la mécanistique (manière dont on fait les mécanismes réactionnels)

J’essayerais aussi d’introduire une section OU un chapitre sur la chimie de coordination. Car il y a beaucoup de chose à dire. Généralement les profs s’interessent simplement aux aspects spectroscopiques et oublie les notions de chimie quantique qui sont inclut dedans (hum hum parler de 1/cm pour une energie par exemple).

Pour l’instant on en est à des plans, des idées pas encore d’application. Je pense qu’on pourra renommer le tutoriel si une partie sur chacuns de ces sujets (Les fonctions d’ondes/hamiltonien et déterminant de Slater/Hartree-Fock) est créer. On pourra alors parler de "Chimie quantique appliquée".

Édité par Blackline

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Auteur du sujet

Atomistique

L’électron

  • spin : à finir (100%)

Spectroscopie

  • Regler le problème des calculs d’énergie d’ionisation de l’aluminium :'( (0%)
  • Reformulation autour des notions d’excitation/desexcitations (100%)
  • Introduction sur le sodium (100%)
  • Développement sur l’hydrogène (10%)
  • Animation "transitions non-radiatives" etc. à revoir (100%)
  • Généralisation de la spectroscopie : Introduction à la formule de Rydberg à revoir (0%)

Orbitales Moléculaires

LCAO

  • Hybridation : repréciser les opérateurs mathématiques (0%)

Les diagrammes d’orbitales moléculaire (1/3)

  • Parler des diagrammes corrélés (0%)
  • Molécules diatomiques : à finir (40%)
  • Théorie des fragments : vide (0%)

La chimie de coordination (2/3)

  • Images à faire (0%)
  • textes et exercices à créer (0%)

La méthode de Huckel (3/3)

  • A la recherche des vecteurs propres : finir les deux derniers vecteurs propres à trouver (0%)
  • A la recherche des vecteurs propres : Les images à placer/remplacer (0%)
  • Annexe, utilisation des cercle de Frost : vide (0%)
  • Exercice : cyclobutadiène : vide (0%)

Théorie des Orbitales Frontières

Introduction

  • Interactions Coulombienne ou Orbitalaires : à finir (0%)
  • Équation des Orbitales Frontières : à finir (0%)

Nucléophile et électrophile

  • plan entier à revoir ici (0%)
  • trouver des mécanismes écrit faussement (40%)

Édité par Blackline

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Salut Blackline, voici comme promis quelques retours, sur la partie électron et intro générale. J’attends que la suite soit complétée pour la lire. Je confesse ne pas avoir lu tous les commentaires. Si je commente des points auxquels tu as déjà répondu, renvoies moi dessus. :)

Intro générale

des liaisons

liaisons électroniques, je suppose (en plus, ça permet de parler d’électron dès le premier paragraphe)

Personnellement, Blackline, je vois la chimie quantique comme un outil intrinsèque pour comprendre les réactions de chimie organique.

Pourquoi « organique » en particulier ? Tu reviendras dessus par la suite ?

Pour la chimie quantique c’est un peu comme un zoom sur les électrons, ces électrons une fois en interaction au sein d’atome, ou au sein d’édifices plus grands comme les molécules, ils vont avoir un comportement très complexe et c’est au chimiste théoricien de s’y intéresser.

La phrase est tournée bizarrement. Je propose « La chimie quantique c’est un peu comme un zoom sur les électrons. Ces électrons, une fois en interaction au sein d’atome ou au sein d’édifices plus grands comme les molécules, vont avoir un comportement très complexe et c’est au chimiste théoricien de s’y intéresser. »

Mais les particules élémentaire ont un trait particulier qui les mettent hors de notre portée. C’est la dualité onde-corpuscule qui va nous empêcher de vraiment saisir la nature de ces particules.

Ma vision de la physique quantique me fait dire que la nature d’un électron est justement dual. Le problème, ce n’est pas que ce sont des objets hors de notre portée, c’est que ce ne sont pas des particules, justement.

L’idée dans ce tutoriel est de donné des pistes, voire des clés de compréhension pour observer comment, arrivons à travailler avec ces notions qui semblent souvent invraisemblables.

Je suppose que la bonne phrase est « L’idée dans ce tutoriel est de donner des pistes, voire des clés de compréhension, pour observer comment nous arrivons à travailler avec ces notions qui semblent souvent invraisemblables. » Même dans ce cas, observer comment on arrive à travailler, ça fait beaucoup de verbes à la suite.


Ortho :

vont-être -> vont être

esquive -> esquivent

au sein d’atome -> au sein d’atomes (édifices est au pluriel derrière)

leurs comportement -> leur comportement (ou leurs comportements)

les particules élémentaire -> les particules élémentaires

qui les mettent -> qui les met

est de donné -> est de donner

niveaux discret -> niveaux discrets

sont organiser -> sont organisés

Intro (L’électron)

C’est un peu le cœur de la physique quantique en fait : Que sont réellement les particules élémentaires et que savons-nous d’elles ? Dans les sphères d’études de la physique quantique on s’organise autour des particules élémentaire et de leurs comportements. L’idée est d’au moins pouvoir constater son comportement sans pouvoir voir ce que représente l’objet, .

Pas que « élémentaire ». On peut s’intéresser aux neutrons ou aux protons, par exemple. Sinon, dès qu’on fait de la physique quantique sur des objets un peu complexe, c’est la notion même d’objet composant qu’il faut oublier. Tu as un nuage d’électron ; c’est ÇA, ton objet, pas les électrons individuels eux-mêmes.

KLM…

Dans ce cas la lune sera accélérée autour de son orbite et commencerait à être attiré par la terre. Dans le modèle de Bohr, les orbites sont stationnaire et aucune énergie ne serait perdue en suivant cette trajectoire précise. Alors qu’en électromagnétisme classique un cas similaire obligerais l’électron à émettre de l’énergie. En fait l’électron ne peut pas être traité comme un objet classique "mais en plus petit".

Je sais parfaitement l’idée que tu veux faire passer, mais je trouve ce passage peu clair. Il faudrait que je retrouve comment on me l’avait présenté. Rien que l’idée que tout corps chargé en mouvement accéléré dans un référentiel galiléen émet de l’énergie n’est pas forcément intuitive (j’ai vu ça proprement… lorsqu’un prof nous a prouvé pourquoi le modèle de Bohr était insuffisant).

Densité de probabilité

Bien préciser dans la légende de la 1ère image à quoi correspond un « point ».

Forcément en recherchant dans tout l’espace connu et imaginable, on doit bien trouver au moins l’électron qu’on cherche. S’il était possible de minutieusement chercher à chaque portions de l’univers.

Pas « au moins ». Dans ce contexte, c’est un et un seul.

Pour ceux qui se demande pourquoi on se borne entre [0;+∞], c’est parce qu’une mesure de longueur négative n’a pas vraiment de sens en 3 dimensions.

C’est tout simplement qu’on intègre sur une sphère de centre le noyau et de rayon r. Le rayon ne peut pas être négatif. Si on avait intégré sur un cube dx dy dz, on intégrerait sur [-∞;+∞]3.

C’est en imaginant le rayon maximum tendant vers +∞ que l’on peut comprendre que l’on va prendre un volume supérieur à celui de la terre, du système solaire, plus grand que tout… Connaissant la taille d’un atome, effectivement si on achète l’univers entier, on y trouvera au moins 1 électron. Mais c’est une méthode démesurée :-°

J’aime pas trop la formulation. On ne cherche pas un électron, mais l'électron, en considérant le système parfaitement seul dans l’univers. Et la probabilité que notre électron soit loin du noyau est faible. Et au-delà, il n’y a rien. Si on considère d’autres électrons, ton intégrale ne fera pas 1 (elle compte le nombre d’électron).

spdf

Les différentes Harmoniques Sphériques

Cette partie est mal organisée. On a la définition à la fin, les images au début. C’est peut-être parce que je ne suis pas chimiste, mais le tout est vraiment confus ici (mais je n’ai plus vu les spdf depuis le lycée), et j’ai bien du mal à suivre.

Règles de Klechkowsky

2 électrons maximum dans une orbitale

Ce n’était pas explicite avant.

Bon, j’ai raccroché avec les exemples dans la suite.

Spin

(Image) Vecteur borné sur un axe.

Je crains que ça ne laisse penser qu’un spin, selon comment il est projeté, puisse valoir moins qu’un demi (puisqu’on passe continument d’une borne à l’autre).

Zoom sur les nombres quantiques

Dans tes exemples, lorsqu’un seul spin est pris, ce peut être +1/2 ou -1/2. Comme tous tes exemples sont en +, ça laisse penser que ce n’est pas le cas.

Ortho : j’ai pas fait. ^^


Yop. J’attends que la suite soit écrite pour m’y atteler. À très vite. ;)

Il y a bien des façons de passer à l’acte. Se taire en est une. Attribué à Jean-Bertrand Pontalis

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