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u
Chapitre 12 • Atome d'hydrogène
Tableau 12.2 - Première ligne des métaux de transition.
Structures électroniques de quelques métaux de transition : remplissage de la couche 3d.
z nom
symbole
structure
21
scandium
Sc
[Ar]3d 1 4s 2
22
titane
Ti
[Ar]3d
2 4s
2
23
vanadium
V
[Ar]3d 3 4s 2
24
chrome
Cr
[Ar]3d
5 4s
1
*
25
manganèse
Mn
[Ar]3d 5 4s 2
26
fer
Fe
[Ar]3d 6 4s
2
27
cobalt
Co
[Ar]3d 7 4s 2
28
nickel
Ni
[Ar]3d 8 4s 2
29
cuivre
Cu
[Ar]3d
10 4s
1
*
30
zinc
Zn
[Ar]3d 10 4s 2
et 3d, il se peut que de petits effets plus subtils conduisent à 1 'inversion de leur hiérarchie dans le spectre, au fur et à mesure du remplissage des orbitales. De plus, au-delà
de cette approche de champ moyen, peuvent encore subsister d'autres effets des interactions entre électrons. Deux exemples de l'effet des corrélations électroniques sont
discutés dans les problèmes 13.2 et 13.3.
On trouvera des discussions détaillées dans les ouvrages [30, 17] où d'autres effets
très intéressants sont discutés.
Pour clore ces remarques notons que l' uranium (Z = 92) est le dernier élément
à l'état naturel sur terre. Les éléments suivants (zone grisée de la figure 12.4), appelés transuraniens, produits lors des transmutations (lors d'une réaction nucléaire)
possèdent un noyau ayant une durée de vie finie. Un des plus connus est le plutonium (Z = 94 ), qui existe sous la forme de plusieurs isotopes, dont le plus stable est
244 Pu, avec une demie-vie de 80 millions d'années (c'est l'isotope 239 Pu (demie-vie
de 24000 ans) qui est produit dans les centrales nucléaires).
Exercice 12.2 (MF) Taille des atomes
Comment définir la taille d 'un atome? Dépend-t-elle fortement du numéro atomique Z?
• Propriétés chimiques des atomes
Les propriétés chimiques sont essentiellement déterminées par le remplissage de la
dernière couche électronique. Par exemple les métaux alcalins de la première colonne
(lithium, sodium, potassium, rubidium, césium, etc.) possèdent un électron peu lié sur
leur couche externe et réagissent facilement avec les halogènes de l'avant dernière
colonne (fluor, chlore, etc.) et forment des sels ioniques comme par exemple NaCl
(le sel de table). Les atomes de la dernière colonne (hélium, néon, argon, krypton,
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Chapitre 12 • Atome d'hydrogène
Tableau 12.2 - Première ligne des métaux de transition.
Structures électroniques de quelques métaux de transition : remplissage de la couche 3d.
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structure
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scandium
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[Ar]3d 1 4s 2
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titane
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24
chrome
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25
manganèse
Mn
[Ar]3d 5 4s 2
26
fer
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2
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cobalt
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nickel
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[Ar]3d 8 4s 2
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cuivre
Cu
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zinc
Zn
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et 3d, il se peut que de petits effets plus subtils conduisent à 1 'inversion de leur hiérarchie dans le spectre, au fur et à mesure du remplissage des orbitales. De plus, au-delà
de cette approche de champ moyen, peuvent encore subsister d'autres effets des interactions entre électrons. Deux exemples de l'effet des corrélations électroniques sont
discutés dans les problèmes 13.2 et 13.3.
On trouvera des discussions détaillées dans les ouvrages [30, 17] où d'autres effets
très intéressants sont discutés.
Pour clore ces remarques notons que l' uranium (Z = 92) est le dernier élément
à l'état naturel sur terre. Les éléments suivants (zone grisée de la figure 12.4), appelés transuraniens, produits lors des transmutations (lors d'une réaction nucléaire)
possèdent un noyau ayant une durée de vie finie. Un des plus connus est le plutonium (Z = 94 ), qui existe sous la forme de plusieurs isotopes, dont le plus stable est
244 Pu, avec une demie-vie de 80 millions d'années (c'est l'isotope 239 Pu (demie-vie
de 24000 ans) qui est produit dans les centrales nucléaires).
Exercice 12.2 (MF) Taille des atomes
Comment définir la taille d 'un atome? Dépend-t-elle fortement du numéro atomique Z?
• Propriétés chimiques des atomes
Les propriétés chimiques sont essentiellement déterminées par le remplissage de la
dernière couche électronique. Par exemple les métaux alcalins de la première colonne
(lithium, sodium, potassium, rubidium, césium, etc.) possèdent un électron peu lié sur
leur couche externe et réagissent facilement avec les halogènes de l'avant dernière
colonne (fluor, chlore, etc.) et forment des sels ioniques comme par exemple NaCl
(le sel de table). Les atomes de la dernière colonne (hélium, néon, argon, krypton,
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