L’essentiel du cours 623
E n,l
O
E 2,1
État fondamental
E n,l
O
E 2,1
État excité
E n,l
O
E 2,1
Autre état excité
Figure 23.11. Illustration de la règle de Hund.
La règle de Hund est essentielle pour compléter la règle de Klechkowski. En effet,
cette dernière nous précise comment classer les orbitales atomiques par ordre croissant
d’énergie lorsqu’elles sont vides. Cependant en fonction du nombre d’électrons occupant
le niveau d’énergie et de leurs répartitions sur les différentes orbitales atomiques, les
niveaux d’énergie sont légèrement modifiés.
• Utiliser la règle de Klechkowski afin de classer les orbitales atomiques par ordre d’énergie croissante.
• Remplir les orbitales atomiques par énergie croissante, en respectant le principe d’exclusion de Pauli (pas plus de deux électrons par orbitale atomique).
• Utiliser la règle de Hund si la dernière sous-couche n’est pas remplie.
Méthode 23.1 : Déterminer la configuration électronique d’un atome
Exercices (23.1) (23.2)
Une sous-couche s, étant composée d’une orbitale ns, ne peut contenir que deux électrons au maximum. Une sous-couche p, étant composée de trois orbitales np, peut en
contenir jusqu’à six. Une sous-couche d, composée de cinq orbitales nd, peut en contenir
jusqu’à dix.
Quelles sont les configurations électroniques des atomes de bore, carbone, azote
et oxygène dans leur état fondamental ?
L’atome de bore contient Z = 5 électrons :
• Deux électrons occupent le niveau d’énergie le plus bas, c’est-à-dire l’orbitale 1s.
• Deux autres se situent au niveau supérieur et remplissent l’orbitale 2s.
• Le dernier électron se situe sur le troisième niveau, c’est-à-dire celui de la sous-couche p de la
couche n = 2, qui est constituée de trois orbitales atomiques (n = 2, l = 1 et m l = −1, 0, 1).
L’électron est donc sur l’une des trois orbitales 2p.
Dans le cas de l’atome de carbone (Z = 6), il faut placer deux électrons sur la sous-couche p
de la couche n = 2 en respectant la règle de Hund, c’est-à-dire en plaçant les électrons sur deux
orbitales 2p différentes avec le même nombre quantique m s .
Pour l’atome d’azote (Z = 7), les trois électrons sur la sous-couche 2p occupent les trois orbitales
atomiques avec là-aussi un même nombre quantique magnétique de spin.
À partir de l’atome d’oxygène (Z = 8), on peut commencer à apparier les électrons.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
E n,l
O
E 2,1
État fondamental
E n,l
O
E 2,1
État excité
E n,l
O
E 2,1
Autre état excité
Figure 23.11. Illustration de la règle de Hund.
La règle de Hund est essentielle pour compléter la règle de Klechkowski. En effet,
cette dernière nous précise comment classer les orbitales atomiques par ordre croissant
d’énergie lorsqu’elles sont vides. Cependant en fonction du nombre d’électrons occupant
le niveau d’énergie et de leurs répartitions sur les différentes orbitales atomiques, les
niveaux d’énergie sont légèrement modifiés.
• Utiliser la règle de Klechkowski afin de classer les orbitales atomiques par ordre d’énergie croissante.
• Remplir les orbitales atomiques par énergie croissante, en respectant le principe d’exclusion de Pauli (pas plus de deux électrons par orbitale atomique).
• Utiliser la règle de Hund si la dernière sous-couche n’est pas remplie.
Méthode 23.1 : Déterminer la configuration électronique d’un atome
Exercices (23.1) (23.2)
Une sous-couche s, étant composée d’une orbitale ns, ne peut contenir que deux électrons au maximum. Une sous-couche p, étant composée de trois orbitales np, peut en
contenir jusqu’à six. Une sous-couche d, composée de cinq orbitales nd, peut en contenir
jusqu’à dix.
Quelles sont les configurations électroniques des atomes de bore, carbone, azote
et oxygène dans leur état fondamental ?
L’atome de bore contient Z = 5 électrons :
• Deux électrons occupent le niveau d’énergie le plus bas, c’est-à-dire l’orbitale 1s.
• Deux autres se situent au niveau supérieur et remplissent l’orbitale 2s.
• Le dernier électron se situe sur le troisième niveau, c’est-à-dire celui de la sous-couche p de la
couche n = 2, qui est constituée de trois orbitales atomiques (n = 2, l = 1 et m l = −1, 0, 1).
L’électron est donc sur l’une des trois orbitales 2p.
Dans le cas de l’atome de carbone (Z = 6), il faut placer deux électrons sur la sous-couche p
de la couche n = 2 en respectant la règle de Hund, c’est-à-dire en plaçant les électrons sur deux
orbitales 2p différentes avec le même nombre quantique m s .
Pour l’atome d’azote (Z = 7), les trois électrons sur la sous-couche 2p occupent les trois orbitales
atomiques avec là-aussi un même nombre quantique magnétique de spin.
À partir de l’atome d’oxygène (Z = 8), on peut commencer à apparier les électrons.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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