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38 La configuration électronique
1. EN QUELQUES MOTS…
Établir la configuration électronique d’un atome (ou d’un ion) consiste à préciser la répartition des électrons au sein des diverses orbitales. L’atome (ou l’ion) est alors pris dans son
état fondamental.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
Au sein d’un atome, les régions de l’espace où il est fort probable de trouver un électron sont
les orbitales atomiques, définies à l’aide de quatre nombres quantiques : n, ᐉ, m et m s (Fiche 37).
La répartition des électrons dans ces orbitales atomiques suit 3 règles (voir tableau ci-contre).
La configuration électronique d’un atome ou d’un ion consiste à indiquer le remplissage de
chaque sous-couche en respectant les règles précédentes. Elle se note en ligne :
1s
h 2s
h 2p
h 3s
h 3p
h 4s
h 3d
h 4p
h 5s
h 4d
h 5p
h 6s
h …
On inscrit alors le type de sous-couche (s, p, d…) précédé du numéro de la couche. Le nombre
d’électrons contenus dans la sous-couche est noté en exposant.
La configuration électronique permet de distinguer les électrons internes (de cœur) de ceux périphériques, appelés électrons de valence. Ces derniers sont dans des orbitales de nombre quantique
principal le plus grand ou qui appartiennent à des sous-couches en cours de remplissage.
Les électrons de valence permettent de comprendre la formation des liaisons covalentes ainsi
que certaines propriétés chimiques des éléments présents dans la classification périodique.
3. EN PRATIQUE…
L’atome d’azote possède 3 électrons célibataires sur l’orbitale 2p.
L’azote possède 5 électrons de valence (2s 2 et 2p 3 ).
La configuration électronique du sodium est donc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 que l’on note parfois [Ne]3s 1
en faisant référence à la configuration du gaz noble qui le précède (ici le néon).
L’atome de sodium possède 1 électron célibataire sur l’orbitale 3s. Cet électron de valence
peut facilement être perdu pour mener à un ion sodium Na + dont la configuration électronique est stable : 1s 2 2s 2 2p 6
c La configuration de l’atome de vanadium (Z = 23) dans son état fondamental est :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 / 4s 2 3d 3
Le vanadium possède 5 électrons de valence (nombre quantique principal le plus grand : 4s 2
et sous-couche 3d 3 en cours de remplissage)
On peut aussi représenter les cases quantiques :
c L’atome d’azote 7 N possède 7 électrons ainsi repartis :
c L’atome de sodium 11 Na possède 11 électrons :
1s
2s
2p
3s
↑↓
↑↓
↑ ↑ ↑
1s
2
2s
2
2p
3
↑↓
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2
2s
2
2p
6
3s
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38 La configuration électronique
1. EN QUELQUES MOTS…
Établir la configuration électronique d’un atome (ou d’un ion) consiste à préciser la répartition des électrons au sein des diverses orbitales. L’atome (ou l’ion) est alors pris dans son
état fondamental.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
Au sein d’un atome, les régions de l’espace où il est fort probable de trouver un électron sont
les orbitales atomiques, définies à l’aide de quatre nombres quantiques : n, ᐉ, m et m s (Fiche 37).
La répartition des électrons dans ces orbitales atomiques suit 3 règles (voir tableau ci-contre).
La configuration électronique d’un atome ou d’un ion consiste à indiquer le remplissage de
chaque sous-couche en respectant les règles précédentes. Elle se note en ligne :
1s
h 2s
h 2p
h 3s
h 3p
h 4s
h 3d
h 4p
h 5s
h 4d
h 5p
h 6s
h …
On inscrit alors le type de sous-couche (s, p, d…) précédé du numéro de la couche. Le nombre
d’électrons contenus dans la sous-couche est noté en exposant.
La configuration électronique permet de distinguer les électrons internes (de cœur) de ceux périphériques, appelés électrons de valence. Ces derniers sont dans des orbitales de nombre quantique
principal le plus grand ou qui appartiennent à des sous-couches en cours de remplissage.
Les électrons de valence permettent de comprendre la formation des liaisons covalentes ainsi
que certaines propriétés chimiques des éléments présents dans la classification périodique.
3. EN PRATIQUE…
L’atome d’azote possède 3 électrons célibataires sur l’orbitale 2p.
L’azote possède 5 électrons de valence (2s 2 et 2p 3 ).
La configuration électronique du sodium est donc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 que l’on note parfois [Ne]3s 1
en faisant référence à la configuration du gaz noble qui le précède (ici le néon).
L’atome de sodium possède 1 électron célibataire sur l’orbitale 3s. Cet électron de valence
peut facilement être perdu pour mener à un ion sodium Na + dont la configuration électronique est stable : 1s 2 2s 2 2p 6
c La configuration de l’atome de vanadium (Z = 23) dans son état fondamental est :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 / 4s 2 3d 3
Le vanadium possède 5 électrons de valence (nombre quantique principal le plus grand : 4s 2
et sous-couche 3d 3 en cours de remplissage)
On peut aussi représenter les cases quantiques :
c L’atome d’azote 7 N possède 7 électrons ainsi repartis :
c L’atome de sodium 11 Na possède 11 électrons :
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