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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 94 — #102
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
N’oublions pas enfin qu’à chaque fois qu’intervient une orbitale s, celle-ci est unique (m = 0)
tandis que les orbitales p sont toujours au nombre de 3 (m variant entre −1 et +1), les
orbitales d au nombre de 5 (m variant entre −2 et +2) et les orbitales f au nombre de 7 (m
variant entre −3 et +3).
Principe de construction, premiers exemples
Dans l’atome, les différents électrons viennent peupler successivement les orbitales de plus
basse énergie, en respectant le principe de PAULI. Ainsi une même orbitale peut accueillir
deux électrons (de nombre m s différent). Cette différence de spin est symbolisée par deux
flèches verticales de sens opposé. Considérons le béryllium Be (Z = 4) dans son état fondamental (état de plus basse énergie). Deux électrons remplissent l’orbitale 1s et deux électrons
complètent l’orbitale 2s. La configuration électronique est représentée à la figure 2.16.
E
1s
2s
FIGURE 2.16 – Configuration électronique du béryllium
Cette répartition des électrons dans les différentes orbitales est résumée par l’écriture 1s 2 2s 2 .
Un niveau s peut accueillir au maximum 2 électrons (une même orbitale s peut décrire au
maximum deux électrons) ; un niveau p peut accueillir au maximum 6 électrons (il existe
trois orbitales p de même énergie), un niveau d accepte au maximum 10 électrons (il existe
5 orbitales d de même énergie) et un niveau f 14 électrons (il existe 7 orbitales f de même
énergie).
Écriture de configurations électroniques : applications
Les orbitales sont peuplées dans l’ordre énergétique fourni par la règle de KLECHKOWSKI.
Notons ici les limites de cette règle qui ne permet pas toujours d’identifier les électrons les
moins liés. Nous retiendrons la constatation systématique des énergies relatives des orbitales
(n−1)d et ns : les électrons ns sont moins solidement liés à l’atome que les électrons (n−1)d
et sont les premiers à partir lors d’un processus d’ionisation. Après avoir écrit la configuration
utilisant la règle de KLECHKOWSKI, l’ordre énergétique ns et (n − 1)d est inversé pour tenir
compte de cette constatation.
Configuration électronique de l’azote
Écrire la configuration électronique d’un atome d’azote (Z = 7) dans son état fondamental.
Exercice résolu
94
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
N’oublions pas enfin qu’à chaque fois qu’intervient une orbitale s, celle-ci est unique (m = 0)
tandis que les orbitales p sont toujours au nombre de 3 (m variant entre −1 et +1), les
orbitales d au nombre de 5 (m variant entre −2 et +2) et les orbitales f au nombre de 7 (m
variant entre −3 et +3).
Principe de construction, premiers exemples
Dans l’atome, les différents électrons viennent peupler successivement les orbitales de plus
basse énergie, en respectant le principe de PAULI. Ainsi une même orbitale peut accueillir
deux électrons (de nombre m s différent). Cette différence de spin est symbolisée par deux
flèches verticales de sens opposé. Considérons le béryllium Be (Z = 4) dans son état fondamental (état de plus basse énergie). Deux électrons remplissent l’orbitale 1s et deux électrons
complètent l’orbitale 2s. La configuration électronique est représentée à la figure 2.16.
E
1s
2s
FIGURE 2.16 – Configuration électronique du béryllium
Cette répartition des électrons dans les différentes orbitales est résumée par l’écriture 1s 2 2s 2 .
Un niveau s peut accueillir au maximum 2 électrons (une même orbitale s peut décrire au
maximum deux électrons) ; un niveau p peut accueillir au maximum 6 électrons (il existe
trois orbitales p de même énergie), un niveau d accepte au maximum 10 électrons (il existe
5 orbitales d de même énergie) et un niveau f 14 électrons (il existe 7 orbitales f de même
énergie).
Écriture de configurations électroniques : applications
Les orbitales sont peuplées dans l’ordre énergétique fourni par la règle de KLECHKOWSKI.
Notons ici les limites de cette règle qui ne permet pas toujours d’identifier les électrons les
moins liés. Nous retiendrons la constatation systématique des énergies relatives des orbitales
(n−1)d et ns : les électrons ns sont moins solidement liés à l’atome que les électrons (n−1)d
et sont les premiers à partir lors d’un processus d’ionisation. Après avoir écrit la configuration
utilisant la règle de KLECHKOWSKI, l’ordre énergétique ns et (n − 1)d est inversé pour tenir
compte de cette constatation.
Configuration électronique de l’azote
Écrire la configuration électronique d’un atome d’azote (Z = 7) dans son état fondamental.
Exercice résolu
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