L’atome polyélectronique
P
Fiches 20, 21
T J
O
c
D
û
Ю t H
O
rsl
CT
>C L
O
U
La résolution de l’équation de Schrôdinger pour un atome hydrogénoïde (un seul électron) fournit deux résultats essentiels :
• Les OA, définies par le couple {E, NK.} s’ordonnent selon la séquence : Is, 2s, 2p, 3s,
3p, 3d, etc. par ordre de stabilité décroissante.
• Les OA forment une base orthonormale :
l'F . X 4^. X dv = ô avec ô.. = 1 si / = /, ô,. = 0 si / ^ /
A ces règles, il convient d ’ajouter le principe d’exclusion de Pauli et la règle de Hund
gouvernant la distribution des spins électroniques.
1. L’atome polyélectronique : règle de Klechkowski
La règle de Klechkowski, donnée dans la figure suivante, montre comment sont remplies les différentes couches et sous-couches par nombre croissant d ’électrons pour les
éléments connus. Le principe est le suivant ; on remplit les OA par valeurs de (n + /)
croissantes. Pour deux valeurs égales, on remplit en premier Г OA de plus petit n. Ainsi,
on remplit les OA 2p (n = 2, / = 1 ) avant ГОА 3s {n = 3,1 = 0).
Couche
6f
5f
4f
O
M
K
2. Le principe de construction
Un atome neutre est défini par son numéro atomique Z ; il contient donc Z électrons.
Pour placer les électrons dans les OA, on utilise le principe de construction et la règle de
Hund. Cela consiste à placer les électrons dans les OA successives, en partant de la plus
stable {n = 1), en respectant le principe d’exclusion de Pauli (au plus deux électrons de
spins opposés par OA). Dans un ensemble d ’OA de même énergie (dégénérées), la règle
de Hund est appliquée : on place les électrons de façon à obtenir la plus grande multiplicité possible (maximum de spins parallèles). Cet ensemble de préceptes est illustré dans
la figure suivante pour les éléments allant du carbone au néon.
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La résolution de l’équation de Schrôdinger pour un atome hydrogénoïde (un seul électron) fournit deux résultats essentiels :
• Les OA, définies par le couple {E, NK.} s’ordonnent selon la séquence : Is, 2s, 2p, 3s,
3p, 3d, etc. par ordre de stabilité décroissante.
• Les OA forment une base orthonormale :
l'F . X 4^. X dv = ô avec ô.. = 1 si / = /, ô,. = 0 si / ^ /
A ces règles, il convient d ’ajouter le principe d’exclusion de Pauli et la règle de Hund
gouvernant la distribution des spins électroniques.
1. L’atome polyélectronique : règle de Klechkowski
La règle de Klechkowski, donnée dans la figure suivante, montre comment sont remplies les différentes couches et sous-couches par nombre croissant d ’électrons pour les
éléments connus. Le principe est le suivant ; on remplit les OA par valeurs de (n + /)
croissantes. Pour deux valeurs égales, on remplit en premier Г OA de plus petit n. Ainsi,
on remplit les OA 2p (n = 2, / = 1 ) avant ГОА 3s {n = 3,1 = 0).
Couche
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2. Le principe de construction
Un atome neutre est défini par son numéro atomique Z ; il contient donc Z électrons.
Pour placer les électrons dans les OA, on utilise le principe de construction et la règle de
Hund. Cela consiste à placer les électrons dans les OA successives, en partant de la plus
stable {n = 1), en respectant le principe d’exclusion de Pauli (au plus deux électrons de
spins opposés par OA). Dans un ensemble d ’OA de même énergie (dégénérées), la règle
de Hund est appliquée : on place les électrons de façon à obtenir la plus grande multiplicité possible (maximum de spins parallèles). Cet ensemble de préceptes est illustré dans
la figure suivante pour les éléments allant du carbone au néon.
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