3.12 Configurations électroniques
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
B) Exact. Le niveau 2p qui peut recevoir 6 électrons n’en a que 5, alors que la sous-couche 3s
d’énergie plus élevée a déjà reçu un électron.
C) Inexact. Cette autre configuration correspond à l’état fondamental de l’atome, le plus stable
car d’énergie minimale. Au contraire l’atome perdra de l’énergie en émettant un photon.
D) L’électron 3s est nécessairement célibataire le deuxième est l’un des cinq électrons 2p.
Exercice 3.12
Si les configurations électroniques :
➤ a) 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 1
➤ b) 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 4s 1
sont celles de deux atomes neutres, ces trois affirmations sont-elles exactes ?
Sinon, laquelle est fausse ?
A) (a) et (b) représentent deux éléments différents.
B) (a) représente le sodium.
C) Il faut fournir de l’énergie à l’atome pour passer de (a) à (b).
Solution
A) Inexact : s’agissant d’un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au numéro atomique Z.
Z état le même pour a et b, il s’agit du même élément.
B) Exact : Z ϭ 11, il s’agit bien du sodium.
C) Exact : pour passer de l’état fondamental (a) à l’état excité (b).
Exercice 3.13
Déterminez la configuration électronique des espèces suivantes, en utilisant la
règle de Klechkowski [Cours 3.10.2]. Y a-t-il des espèces isoélectroniques ?
Atomes : B
Sr
Te
Os Fr
Nb Fe
Ge Si
Ar
Ions :
Rb ϩ Bi 3ϩ Ca 2ϩ S 2– Br –
Vous avez à remplir les niveaux électroniques, dans l’ordre où ils sont indiqués par la règle,
jusqu’à l’épuisement de votre provision d’électrons ; seul le dernier niveau utilisé peut rester
incomplet. Il faut donc, en premier lieu déterminer le nombre d’électrons dont on dispose, égal à
Z pour les atomes et à Z – Q pour les ions, Q étant la valeur algébrique de leur charge en unité
électronique. Les valeurs de Z se trouvent dans l’Annexe E.
Une couche électronique peut être représentée globalement par son symbole usuel (K, L, M,
etc.), mais à la condition qu’elle soit complète (y compris par exemple, le niveau 4f pour la
couche N). Dans la formule électronique, on ne laisse pas les sous-couches dans l’ordre de la
règle de Klechkowski ; on regroupe celles qui appartiennent à la même couche par ordre de n et
l croissant. Une bonne précaution : vérifiez toujours que la somme des exposants est bien égale
à Z (atomes) ou Z – Q (ions).
Solution
B (bore, Z ϭ 5) : K, 2s 2 , 2p 1
Sr (strontium, Z ϭ 38) : K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 5s 2
Te (tellure, Z ϭ 52) : K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 4d 10 , 5s 2 , 5p 4
Os (osmium, Z ϭ76) : K, L, M, N, 5s 2 , 5p 6 , 5d 6 , 6s 2
Fr (francium, Z ϭ 87) : K, L, M, N, 5s 2 , 5p 6 , 5d 10 , 6s 2 , 6p 6 , 7s 1
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
B) Exact. Le niveau 2p qui peut recevoir 6 électrons n’en a que 5, alors que la sous-couche 3s
d’énergie plus élevée a déjà reçu un électron.
C) Inexact. Cette autre configuration correspond à l’état fondamental de l’atome, le plus stable
car d’énergie minimale. Au contraire l’atome perdra de l’énergie en émettant un photon.
D) L’électron 3s est nécessairement célibataire le deuxième est l’un des cinq électrons 2p.
Exercice 3.12
Si les configurations électroniques :
➤ a) 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 1
➤ b) 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 4s 1
sont celles de deux atomes neutres, ces trois affirmations sont-elles exactes ?
Sinon, laquelle est fausse ?
A) (a) et (b) représentent deux éléments différents.
B) (a) représente le sodium.
C) Il faut fournir de l’énergie à l’atome pour passer de (a) à (b).
Solution
A) Inexact : s’agissant d’un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au numéro atomique Z.
Z état le même pour a et b, il s’agit du même élément.
B) Exact : Z ϭ 11, il s’agit bien du sodium.
C) Exact : pour passer de l’état fondamental (a) à l’état excité (b).
Exercice 3.13
Déterminez la configuration électronique des espèces suivantes, en utilisant la
règle de Klechkowski [Cours 3.10.2]. Y a-t-il des espèces isoélectroniques ?
Atomes : B
Sr
Te
Os Fr
Nb Fe
Ge Si
Ar
Ions :
Rb ϩ Bi 3ϩ Ca 2ϩ S 2– Br –
Vous avez à remplir les niveaux électroniques, dans l’ordre où ils sont indiqués par la règle,
jusqu’à l’épuisement de votre provision d’électrons ; seul le dernier niveau utilisé peut rester
incomplet. Il faut donc, en premier lieu déterminer le nombre d’électrons dont on dispose, égal à
Z pour les atomes et à Z – Q pour les ions, Q étant la valeur algébrique de leur charge en unité
électronique. Les valeurs de Z se trouvent dans l’Annexe E.
Une couche électronique peut être représentée globalement par son symbole usuel (K, L, M,
etc.), mais à la condition qu’elle soit complète (y compris par exemple, le niveau 4f pour la
couche N). Dans la formule électronique, on ne laisse pas les sous-couches dans l’ordre de la
règle de Klechkowski ; on regroupe celles qui appartiennent à la même couche par ordre de n et
l croissant. Une bonne précaution : vérifiez toujours que la somme des exposants est bien égale
à Z (atomes) ou Z – Q (ions).
Solution
B (bore, Z ϭ 5) : K, 2s 2 , 2p 1
Sr (strontium, Z ϭ 38) : K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 5s 2
Te (tellure, Z ϭ 52) : K, L, M, 4s 2 , 4p 6 , 4d 10 , 5s 2 , 5p 4
Os (osmium, Z ϭ76) : K, L, M, N, 5s 2 , 5p 6 , 5d 6 , 6s 2
Fr (francium, Z ϭ 87) : K, L, M, N, 5s 2 , 5p 6 , 5d 10 , 6s 2 , 6p 6 , 7s 1