Structure électronique des atomes polyelectroniques, classification périodique

Thèmes abordés

Énergie - Environnement, électrons de valence, électronégativité, attraction électrostatique, principe de Pauli:

Résumé du document

es orbitales atomiques
L'électron d'un atome polyélectronique est soumis à l'attraction du noyau de charge +Ze et à la répulsion des autres électrons atténuation de l'effet du noyau formant une sorte d'écran
Approximation orbitalaire ou monoélectronique= traitement de chaque électrons i de façon indépendante, comme celui d'un système hydrogénoïde dont la charge effective du noyau est Zi e avec Zi sup Z et Zie=Ze -e ou si i est une constante d'écran traduisant l'effet répulsif moyen des autres électrons, determinéee par slater à partir de resultat experimentaut est de calculs théoriques
Dans ce modele, l'état de chaque électron est décrit par une fonction d'onde monoélectronique ou OA.
OA semblable à celles des systèmes hydrogénoïdes dépendent des même nombres quantiques
designé par les même symboles 1s,2s,2p,3s,3p...

Extraits

[...] Les OA de type s Nombre atomique quantique orbitaire l=0 OA de symétrie sphérique representation graphique par une sphère de centre le noyau et de rayon Rm Signe de la fonction d'onde précicé à l'interieur de la représentation graphique de l'OA b. Les OA de type p Correspondent a l=1 Les plans sur lesquels s'annulent les OA p sont perpendicullaire à l'axe de symétrie incluant le noyau de l'atome Les OA p changent de signe au passage de ces plans: on dit que ces plans sont plans d'antisymétrie Representation usuelle des OA 2p Les trois OA sous couche p sont donc orienté suivant les trois axes othogonaux x,y et Z cf page 17 B. L'atome à plusieurs électrons L'approximation orbitaire a. [...]

[...] Principe de l'organisation électronique des atomes Pour écrire la configuration électronique de plus basse énergie de l'atome ou de l'ion (qui est alors dans son état fondammental), il faut respecter les règles suivantes: Remplissage des couches et sous couches par ordre croissant d'energie Regle de klechkowski: les OA sont replies à croissant pour une même valeur de elles sont remplies à n croissant procédé mnémotechnique: ordre de remplissage: 1s, 2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s . Pour bien prévoir quels électrons seront enlevés lors de l'ionisation, re-écrire la configuration électronique en mettant les couches et les sous couches par ordre d'energie croissante c'est à dire de n croissant et pour un meme par ordre de l croissant Exemple: 26Fe Remplissage par klechkowski 2p6 3p6 3d6 Re-écriture par energie croissante des sous couches 1s²2s²2p63s²3p6 3d6 Fe2+ electrons 1s²2s²2p^6 3s²3p63d6 Les électrons de la 4s partent avant ceux de la 3d Fe3+ 23 electrons 1s²2s²2p63s²2p6 3d5 Principe de pauli: maximum 2 electrons par OA case quantique de spins opposés Regle de Hund (ou regle de spin maximum) Lorque les OA ont la même energie, la configuration de plus basse energie est celle où les electrons occupent le plus d'oa différentes avec des spins prallèles (meme ms) exemple: Experimentalement, où les spins sont parrallele est la configuration électronique la plus stable Exemple: 7N = 2p6 et non: Il existe néamoins des exeptions à la règle de Klechkowski, il s'agit d'élèment ayant une sous couche remplie ou à demi- remplie particulierement stable. [...]

[...] Les niveaux d'energie Diagramme de niveaux d'énergie Seules les OA ayant les même valaurs de n et l ont la même enrgie : elles sont dites dégénées Dans une couche, à n donné, l'énergie d'une OA est d'autant plus élevée que l est grand. la configuration électronqiue a. Le principe de pauli 1925: Principe d'exclusion de Pauli: deux élecrons d'un même atome ne peuvent avoir leurs quatre nombres quatiques n,l,m et ms identique Exemple: 2 electrons sur une OA 2s Le 1er n=2 l=0 ml=0 ms= 1/2 2 nd n=2 l=0 ml=0 ms= Ils ont la même énergie (mêmes n et mais leurs spins sont opposée on dit qu'ils sont antiparallèles. [...]

[...] Ils sont responsables de la réactivité de l'atome et on distingue des électrons de coeur qui appartiennent aux couches internes Dans une configuration élèctronique, les élèctrons de coeur pourront être reprèsenté par le symbole entre crochets du gaz rare le plus proche de Z inferieur. Exemple: 2He 6C II = Les électrons de valence sont représentés grace à la représentation de lewis = représentation par des points disposée autour du symbole de l'atome qui représente le noyau et les élèctreons de coeur +une OA vide est symbolisée par un rectangle Exemple: doc 1 La classification periodique p(22) 1. [...]

[...] Les ions négatif n'existent pas tous à l'état gazeux Par contre, ils sont souvent stabilisés par la présence d'ions positifs et on les trouve par exemple dans les solide ionique Exemple: Elèment de la colonne 14 élèctrons de valence) n'ont pas tendance à donner des ions C'est le cas notamment du carbone et ce comportement est à l'origine des propriétés de ses composée, quasiment tous de nature covalente Gaz rare de la colonne 18 très stable avec leurs 8 électrons de valence (octet complet): ils ne donnent, très difficilement, que des ions positifs Elèments du bloc Ont tendance à donner des ions positifs en perdant leurs électrons s et éventuellement un ou plusieurs électrons d Possèdent souvent plusieurs ions stables Exemple: ou Fe3+ Electronégativité C'est une grandeur sans dimension qui caractérise la capacité d'un atome à attirer à lui les électrons lorsqu'il est impliqué dans une (ou plusieurs) liaisons. Notée Χ. Il existe différentes echelles pour mesurée l'électronégativité (Pauling, Mulliken) L'électronégativité augmente de gauche à droite le long d'une ligne De bas en haut le long d'une colonne N'est pas définie pour les éléments de la colonne 18, gaz rares, dans la mesure où ces éléments n'apparaissent que dans de très rare composés. +electronégatif= attire + les électrons d'une liaison e. [...]