Wikipédia:Sélection/Sciences quantiques

Une page de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche

Hybridation (chimie)

Orbitales sp3
Orbitales sp2

En chimie, l'hybridation des orbitales atomiques est le mélange des orbitales atomiques d'un atome appartenant à la même couche électronique de manière à former de nouvelles orbitales. Cette théorie a été développée par le prix Nobel de chimie Linus Pauling pour expliquer la géométrie de molécules au cours de ses travaux sur la liaison chimique. Même si elle a été supplantée par la théorie des orbitales moléculaires, cette théorie demeure à la base de la compréhension de la structure des molécules, notamment en chimie organique.

Lire l’article

Équation de Schrödinger

Photon paquet onde.png

L'équation de Schrödinger conçue par le physicien autrichien Erwin Schrödinger en 1925, est une équation fondamentale en physique quantique. Elle décrit l'évolution dans le temps d'un système et remplit ainsi le même rôle que la relation fondamentale de la dynamique en mécanique classique. Cette équation est une généralisation des travaux de Louis de Broglie sur la dualité onde-corpuscule de la lumière, c'est-à-dire qu'elle peut se manifester, selon les circonstances, soit comme une particule, le photon, soit comme une onde électromagnétique.

Lire l’article

Robert Mulliken

Robert Mulliken, Chicago 1929

Robert Sanderson Mulliken (7 juin 1896 - 31 octobre 1986) est un physicien et chimiste américain. Après son doctorat, au cours duquel Robert Andrews Millikan lui enseigne le modèle de Bohr, il voyage en Europe et côtoie nombre de pionniers de la mécanique quantique et futurs prix Nobel, dont notamment Erwin Schrödinger, Paul Dirac, Werner Heisenberg, Louis de Broglie, Max Born et Walther Bothe. Avec Friedrich Hund, il développe la théorie des orbitales moléculaires, qui permet d'expliquer la structure des molécules, et pour laquelle il obtient le prix Nobel de chimie en 1966.

Lire l’article

Atome

Stylised atom with three Bohr model orbits and stylised nucleus.svg

L'atome est un composant de la matière. Le mot provient du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser » et certains philosophes de la Grèce antique le définissaient comme le plus petit élément indivisible de la matière. La notion d'atome est maintenant largement utilisée dans les diverses théories permettant d'expliquer les propriétés de la matière.

En chimie, l'atome est l'élément de base : les atomes restent indivisibles au cours d'une réaction chimique. Cependant, depuis le début du XXe siècle, des expériences de physique nucléaire ont mis en évidence une structure complexe de son noyau. C'est en transformant cette structure que l'on peut, par exemple, produire l'énergie nucléaire.

La majeure partie de la masse de l'atome se trouve concentrée dans le noyau composé de deux sortes de particules semblables, appelées nucléons (les neutrons et les protons). Autour du noyau se trouve « un nuage » de particules identiques : les électrons ; ce nuage électronique est environ 100 000 fois plus grand que le noyau. Le comportement de l'atome et de ses constituants est régi par les lois de la mécanique quantique.


Linus Pauling

Linus Pauling vers 1954

Linus Carl Pauling (19011994) était un chimiste et physicien américain. Il fut l’un des premiers chimistes quantiques, et reçut le prix Nobel de chimie en 1954 pour ses travaux décrivant la nature de la liaison chimique. Il publie en 1931 un ouvrage majeur « La Nature de la liaison chimique » (The Nature of the Chemical Bond) dans lequel il développe le concept d’hybridation des orbitales atomiques. Ses travaux ont grandement influencé la recherche en biologie pour la seconde moitié du XXe siècle. Il découvrira notamment la structure de l’hélice alpha (motif d’enroulement secondaire des protéines) et manquera de peu la découverte de la structure en double hélice de l’ADN.

Il reçut aussi le prix Nobel de la paix en 1962, pour sa campagne contre les essais nucléaires, devenant ainsi l’une des deux seules personnes à avoir reçu un prix Nobel dans plus d’une catégorie (l’autre étant Marie Curie). Il est l’un des fondateurs de la médecine orthomoléculaire et a popularisé l’utilisation de la vitamine C.

Lire l'article

Valeur propre, vecteur propre et espace propre

Eigenvalue equation.svg

En mathématiques, le concept de vecteur propre est une notion algébrique s'appliquant à une application linéaire d'un espace dans lui-même. Il correspond à l'étude des axes privilégiés, selon lesquels l'application se comporte comme une dilatation, multipliant les vecteurs par une même constante. Ce rapport de dilatation est appelé valeur propre, les vecteurs auxquels il s'applique vecteurs propres, réunis en un espace propre.

La connaissance des vecteurs et valeurs propres offre une information clé sur l'application linéaire considérée. De plus, il existe de nombreux cas où cette connaissance caractérise totalement l'application linéaire.

Ce concept appartient à l'origine à une branche des mathématiques appelée algèbre linéaire. Son utilisation, cependant, dépasse maintenant de loin ce cadre. Il intervient aussi bien en mathématiques pures qu'appliquées.

Lire l’article