C. La configuration électronique

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1 C. La configuration électronique
Révision: La configuration électronique d’un atome est une notation condensée indiquant le nombre d’électrons et leur disposition dans les orbitales de l’atome. Exemple: La configuration électronique d’un atome d’hélium à l’état fondamental (non-excité) est 1s2. Les chiffres en exposant indiquent le nombre d’électrons dans chaque orbitale.

2 La configuration électronique de l’atome de bore à l’état fondamental:
1 s 2 2 s 2 2 p 1 Nombre d’électrons dans chaque sous-niveau d’énergie Lettre désignant le nombre quantique d’orbital Nombre quantiques principaux

3 On doit remplir les orbitales en ordre croissant d’énergie.
Pour aider à l’écriture correct de configuration électronique, on peut utiliser la méthode zigzag. En partant de la base du diagramme, on remplit les orbitales en suivant la direction des flèches comme suit: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s etc …

4 Exemples Détermine la configuration électronique des atomes suivantes: a. magnésium b. aluminium c. cuivre d. ion chlorure e. ion calcium

5 Magnésium Numéro atomique = 12 Nombre d’électrons = 12 1s22s22p63s2

6 b. Aluminium Numéro atomique = 13 Nombre d’électrons = 13 1s22s22p63s23p1 On peut aussi utiliser la notation fondée sur les gaz nobles: [Ne] 3s23p1

7 c. Cuivre Certains atomes atteignent une plus grande stabilité avec une configuration électronique non conforme aux régularités prévisibles. Pour le Cu et sa famille, une orbitales 4s demi pleine et un ensemble d’orbitales 3d remplies de façon complète donne la configuration la plus stable. Cu: 1s22s22p63s23p64s13d10 Cu: [Ar] 4s13d10

8 NB: Pour le Cr et sa famille, une orbitale 4s et 3d demi pleine donne la configuration la plus stable. Cr: 1s22s2sp63s23p64s13d1 Cr: [Ar] 4s13d1

9 d. Ion chlorure (Cl-) Numéro atomique = 17 Numéro d’électron = = 18 Cl-: 1s22s2sp63s23p6

10 d. Ion de calcium (Ca+2) Numéro atomique = 20 Nombre d’électron = 20 – 2 = 18 Ca+2 : 1s22s2sp63s23p6 NB: L’ion de calcium et l’ion de chlore ont la même configuration que le gaz noble Argon. On dit alors que l’ion de chlore, l’ion de calcium et l’argon sont isoélectrique.

11 Ion de fer(II) Numéro atomique = 26 Nombre d’électron = = 24 Fe: 1s22s22p63s23p64s23d6 Fe+2: 1s22s22p63s23p64s03d6 ou 1s22s22p63s23p63d6 N.B. Les électrons qui sont enlevés pour former des ions positive, sont toujours enlevés de l’orbitale ayant le plus grand numéro quantique.

12 Le principe d’Aufbau Le nom d’Aufbau vient du mot allemend aufbauen, qui signifie «remplissage». Le principe d’Aufbau veut que chaque électron occupe l’orbitale d’énergie la plus faible disponible. Le principe de aufbau (mot allemand signifiant construction par empilement) précise que les orbitales de plus faible énergie doivent être remplies en premier. Cela est fort logique d’un point de vue énergétique puisque si l’on place des électrons sur le premier niveau énergétique, ils seront plus près du noyau et subiront une plus forte attraction. Les électrons dans une orbitale 1s sont donc plus stables que ceux disposés dans une orbitale 2s. Le principe de aufbau indique qu’il faut absolument remplir l’orbitale 1s avant de placer des électrons dans l’orbitale 2s et ainsi de suite. C. La

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