Énergies et tailles des OA
Les énergies des niveaux atomiques, mesurées expérimentalement, sont considérables
comparées aux grandeurs thermodynamiques molaires usuelles. Il est pratique d’utiliser
les unités atomiques (u.a.) qui conduisent à des nombres aisément manipulables. Rapportée à un atome, 1 u.a. = 4,3597 x 10"'^ J.
Rapportée à une mole : 1 u.a. = 2 625 kJ = 27,21 eV = 627,5 kcal.
1. Les énergies des OA
Le tableau contient les valeurs des énergies des niveaux de quelques atomes choisis
(valeurs molaires en u.a.).
P
Fiche 192
Atome
Is
2s
2p
3s
3p
3d
4s
H
-0,500
C
-11,3 2 6
-0,706
-0,433
N
-15 ,6 2 9
-0,945
-0,568
O
-20,669
- 1,244
-0,632
F
-26,383
- 1,573
-0 ,730
P
-79,970
-7 ,5 1 1
-5,4 0 1
-0,696
-0,392
Fe
-2 6 1,3 7 3
-0,647
-0 ,258
Ni
-305,61 7
-0 ,70 7
-0 ,276
■ a
O
c
û
«JD t H
O
rsi
(y)
ai
>C L
O
U
L’examen du tableau révèle trois aspects d’une grande importance :
• L’énergie des OA Is, qui dépend de 7} sans que l’écran des autres électrons ne se
fasse sentir, varie rapidement.
• L’écart entre les niveaux Is et les niveaux des couches externes (ayant la valeur de n
maximale), augmente très vite.
• En revanche, l’énergie des niveaux externes varie peu et reste contenue dans une
fourchette allant de -1 ,6 à - 0,2 u.a.
Nous en tirons une conclusion fondamentale pour l’ensemble de la chimie :
Les électrons des couches externes se trouvent dans des OA d’énergies très voisines,
alors que ceux des couches profondes possèdent des énergies d’un ordre de grandeur
supérieur.
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