3.10 Configurations électroniques
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
b) n ϭ 3, l ϭ 2
e )n ϭ 5, l ϭ 3, m l ϭ – 1, m s ϭ –1/2
c) n ϭ 3, m l ϭ 0
f ) n ϭ 3, m s ϭ ϩ 1/2
Solution
Si seule la valeur n est donnée, il s’agit de la couche correspondante complète. Si, en outre, la
valeur de l est donnée, il s’agit seulement, au sein de la couche correspondant à n, d’une souscouche complète.
Si une valeur de m l est donnée, il y correspond une case quantique (ou orbitale) mais, si l n’est
pas précisé, cette case peut être présente dans plus d’une sous-couche.
Enfin, si la valeur de m s est donnée, aucune des cases à envisager ne peut être occupée par plus
d’un électron.
a) 2n 2 ϭ 32 - b) sous couche 3d : (4l + 2) ϭ 10 - c) 6 (sous-couche 3s : 2, une case 3p : 2, une
case 3d : 2) - d) 1 (4s) - e) 1 (une case 5f) - f) 9 (couche M, mais un seul électron par case).
Configurations électroniques
Exercice 3.10
Parmi les configurations électroniques suivantes, distinguez celles qui représentent un état fondamental ou un état excité, ainsi que celles qui sont impossibles.
1) Classez-les dans ces trois catégories.
2) Donnez l’état fondamental correspondant aux états excités.
3) Indiquez la raison qui rend certaines impossibles.
A) K, L, 3s 2 , 3p 2 , 4s 1
B) K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 4d 1 , 5s 2
C) K, L, M
D) 1s 2 , 2s 2 , 2p 5 , 2d 1
E) K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 4d 10 , 4f 14 , 5s 2 , 5p 6 , 5d 10 , 6s 2 , 6p 3
F) K, L, 3s 2 , 3p 6 , 3d 11 , 4s 2 , 4p 2
G) K, L, 3s 2 , 3p 6 , 3d 10 , 3f 14 , 4s 2 , 4p 2
H) 1s
, 2 s
, 2p
I) 1s
, 2 s
, 2p
J) K, L, 3s
, 3p
, 3d
, 4s 2
K) K, 2s
, 2p
L) K, L, 3s
M) K, L, 3s 2 , 3p 6 , 3d
, 4s 2
Solution
■ Sur quelles bases peut-on distinguer les états fondamentaux, excités et impossibles ?
L’état fondamental d’un atome est celui pour lequel son énergie est minimale. Cela
suppose qu’un niveau ne reçoive des électrons que si les niveaux précédents
(d’énergie plus basse) sont pleins, que dans un niveau incomplet la règle de Hund
doit s’appliquer.
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b) n ϭ 3, l ϭ 2
e )n ϭ 5, l ϭ 3, m l ϭ – 1, m s ϭ –1/2
c) n ϭ 3, m l ϭ 0
f ) n ϭ 3, m s ϭ ϩ 1/2
Solution
Si seule la valeur n est donnée, il s’agit de la couche correspondante complète. Si, en outre, la
valeur de l est donnée, il s’agit seulement, au sein de la couche correspondant à n, d’une souscouche complète.
Si une valeur de m l est donnée, il y correspond une case quantique (ou orbitale) mais, si l n’est
pas précisé, cette case peut être présente dans plus d’une sous-couche.
Enfin, si la valeur de m s est donnée, aucune des cases à envisager ne peut être occupée par plus
d’un électron.
a) 2n 2 ϭ 32 - b) sous couche 3d : (4l + 2) ϭ 10 - c) 6 (sous-couche 3s : 2, une case 3p : 2, une
case 3d : 2) - d) 1 (4s) - e) 1 (une case 5f) - f) 9 (couche M, mais un seul électron par case).
Configurations électroniques
Exercice 3.10
Parmi les configurations électroniques suivantes, distinguez celles qui représentent un état fondamental ou un état excité, ainsi que celles qui sont impossibles.
1) Classez-les dans ces trois catégories.
2) Donnez l’état fondamental correspondant aux états excités.
3) Indiquez la raison qui rend certaines impossibles.
A) K, L, 3s 2 , 3p 2 , 4s 1
B) K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 4d 1 , 5s 2
C) K, L, M
D) 1s 2 , 2s 2 , 2p 5 , 2d 1
E) K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 4d 10 , 4f 14 , 5s 2 , 5p 6 , 5d 10 , 6s 2 , 6p 3
F) K, L, 3s 2 , 3p 6 , 3d 11 , 4s 2 , 4p 2
G) K, L, 3s 2 , 3p 6 , 3d 10 , 3f 14 , 4s 2 , 4p 2
H) 1s
, 2 s
, 2p
I) 1s
, 2 s
, 2p
J) K, L, 3s
, 3p
, 3d
, 4s 2
K) K, 2s
, 2p
L) K, L, 3s
M) K, L, 3s 2 , 3p 6 , 3d
, 4s 2
Solution
■ Sur quelles bases peut-on distinguer les états fondamentaux, excités et impossibles ?
L’état fondamental d’un atome est celui pour lequel son énergie est minimale. Cela
suppose qu’un niveau ne reçoive des électrons que si les niveaux précédents
(d’énergie plus basse) sont pleins, que dans un niveau incomplet la règle de Hund
doit s’appliquer.