i
i
“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 98 — #106
i
i
i
i
i
i
CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
est en conformité avec la structure de LEWIS bien connue pour l’atome d’azote (voir figure
2.19).
E
1s
2s
2p
électrons de valence N
FIGURE 2.19 – Configuration électronique et structure de LEWIS de l’azote
Dans le cas du brome (Z = 35), la configuration électronique s’écrit selon la règle de KLECHKOWSKI :
1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
10 4p
5 .
Les électrons de valence sont les 2 électrons 4s auxquels sont ajoutés les 5 électrons 4p (les
électrons d ne sont pas ajoutés car correspondent à une sous-couche complète et sont associés
à des électrons de cœur). Ces électrons de valence se répartissent en un doublet d’électrons
4s, deux doublets d’électrons 4p et un électron 4p célibataire, ce qui est en accord avec la
structure de LEWIS proposée pour un atome halogène (voir figure 2.20).
Représentation de LEWIS d'un halogène : X
FIGURE 2.20 – Structure de LEWIS d’un halogène
La correspondance entre la configuration électronique et la structure de LEWIS n’est
pas toujours parfaite. Prendre l’exemple du carbone pour s’en persuader : la structure de LEWIS communément admise fait intervenir quatre électrons célibataires
alors que la structure électronique déduite de la configuration électronique envisage
l’existence d’un doublet d’électron (2s) et de deux électrons 2p non appariés.
Lien avec les propriétés macroscopiques : magnétisme
Les propriétés magnétiques macroscopiques de la matière font apparaître deux types de comportements en présence d’un champ magnétique externe : le diamagnétisme et le paramagnétisme.
Dans le cas du diamagnétisme, il n’y a pas de moment magnétique permanent, ce qui se
traduit par une tendance au déplacement vers les zones de champ magnétique faible (la substance occupe spontanément les régions de champ faible). Au contraire dans le cas du paramagnétisme, il existe des constituants (atomes ou ions) qui possèdent un moment magnétique permanent mais macroscopiquement il n’y a pas de moment magnétique pour l’échantillon étudié en absence d’un champ magnétique extérieur. Une tendance au déplacement vers
98
i
“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 98 — #106
i
i
i
i
i
i
CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
est en conformité avec la structure de LEWIS bien connue pour l’atome d’azote (voir figure
2.19).
E
1s
2s
2p
électrons de valence N
FIGURE 2.19 – Configuration électronique et structure de LEWIS de l’azote
Dans le cas du brome (Z = 35), la configuration électronique s’écrit selon la règle de KLECHKOWSKI :
1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
10 4p
5 .
Les électrons de valence sont les 2 électrons 4s auxquels sont ajoutés les 5 électrons 4p (les
électrons d ne sont pas ajoutés car correspondent à une sous-couche complète et sont associés
à des électrons de cœur). Ces électrons de valence se répartissent en un doublet d’électrons
4s, deux doublets d’électrons 4p et un électron 4p célibataire, ce qui est en accord avec la
structure de LEWIS proposée pour un atome halogène (voir figure 2.20).
Représentation de LEWIS d'un halogène : X
FIGURE 2.20 – Structure de LEWIS d’un halogène
La correspondance entre la configuration électronique et la structure de LEWIS n’est
pas toujours parfaite. Prendre l’exemple du carbone pour s’en persuader : la structure de LEWIS communément admise fait intervenir quatre électrons célibataires
alors que la structure électronique déduite de la configuration électronique envisage
l’existence d’un doublet d’électron (2s) et de deux électrons 2p non appariés.
Lien avec les propriétés macroscopiques : magnétisme
Les propriétés magnétiques macroscopiques de la matière font apparaître deux types de comportements en présence d’un champ magnétique externe : le diamagnétisme et le paramagnétisme.
Dans le cas du diamagnétisme, il n’y a pas de moment magnétique permanent, ce qui se
traduit par une tendance au déplacement vers les zones de champ magnétique faible (la substance occupe spontanément les régions de champ faible). Au contraire dans le cas du paramagnétisme, il existe des constituants (atomes ou ions) qui possèdent un moment magnétique permanent mais macroscopiquement il n’y a pas de moment magnétique pour l’échantillon étudié en absence d’un champ magnétique extérieur. Une tendance au déplacement vers
98