Les valences usuelles des éléments
D
Fiche 192
Les électrons des couches profondes ne sont pas affectés par la formation des liaisons
entre atomes. Seuls les électrons des couches les plus externes (de nombre n le plus
élevé) sont concernés. Cette constatation nous conduit à la notion de couche et d’électrons de valence qui joue un rôle central dans la description et la compréhension des
propriétés chimiques des atomes et des molécules.
1. Les couches de valence
Considérons les énergies (kJ • moL') des OA des éléments usuels H, C, F, P.
Is
2 s
2p
H
- 1 312,7
C
- 29 720,7
- 1 837,8
- 1 129,0
- 69 260,7
- 4 122,0
- 2 231,7
- 209 961,2
- (3s) 2 625,5
- (3p) 1 024,0
Nous voyons que l’énergie des couches internes est très grande devant celles des
couches externes pour C, F et P. De plus, les énergies des couches externes sont du
même ordre de grandeur (10^ kJ • mol“'). Les énergies des liaisons simples entre atomes
se situent entre 300 et 500 kJ • mol“' ; elles apparaissent alors comme une fraction de
l’énergie des couches externes. La notion de couche de valence découle de ce constat.
Seuls les électrons des couches externes participent à la formation des liaisons et
conditionnent l’ensemble des propriétés chimiques des éléments. La définition d’une
couche de valence en découle : elle est généralement constituée par l’ensemble des OA
occupées de plus grand nombre quantique principal n. Les électrons contenus dans la
couche de valence sont appelés électrons de valence.
•a
O
c
13
Q
T— I
O
r\l
(y)
J Z
CT
>Q .
O
U
2. La valence usuelle d’un élément
Considérons les éléments allant de l’hydrogène au néon. Le nombre de leurs électrons
de valence et les composés stables et neutres qu’ils forment avec l’hydrogène sont les
suivants :
Élément
H
Li
Be
B
c
N
O
F
Ne
Électrons de
valence (V)
1
1
2
3
4
5
6
7
8
Composés
H,
UH
BeH,
BH3
CH,
NH3
OH,
FH
aucun
Nombre de
H (N)
1
1
2
3
4
3
2
1
0
Si V est le nombre d’électrons de valence et N le nombre d'atomes d’hydrogène dans
chaque composé, nous constatons que le nombre 5” = V + est toujours pair et au plus
égal à 2 (cas de H, et LiFl) ou 8.
68
D
Fiche 192
Les électrons des couches profondes ne sont pas affectés par la formation des liaisons
entre atomes. Seuls les électrons des couches les plus externes (de nombre n le plus
élevé) sont concernés. Cette constatation nous conduit à la notion de couche et d’électrons de valence qui joue un rôle central dans la description et la compréhension des
propriétés chimiques des atomes et des molécules.
1. Les couches de valence
Considérons les énergies (kJ • moL') des OA des éléments usuels H, C, F, P.
Is
2 s
2p
H
- 1 312,7
C
- 29 720,7
- 1 837,8
- 1 129,0
- 69 260,7
- 4 122,0
- 2 231,7
- 209 961,2
- (3s) 2 625,5
- (3p) 1 024,0
Nous voyons que l’énergie des couches internes est très grande devant celles des
couches externes pour C, F et P. De plus, les énergies des couches externes sont du
même ordre de grandeur (10^ kJ • mol“'). Les énergies des liaisons simples entre atomes
se situent entre 300 et 500 kJ • mol“' ; elles apparaissent alors comme une fraction de
l’énergie des couches externes. La notion de couche de valence découle de ce constat.
Seuls les électrons des couches externes participent à la formation des liaisons et
conditionnent l’ensemble des propriétés chimiques des éléments. La définition d’une
couche de valence en découle : elle est généralement constituée par l’ensemble des OA
occupées de plus grand nombre quantique principal n. Les électrons contenus dans la
couche de valence sont appelés électrons de valence.
•a
O
c
13
Q
T— I
O
r\l
(y)
J Z
CT
>Q .
O
U
2. La valence usuelle d’un élément
Considérons les éléments allant de l’hydrogène au néon. Le nombre de leurs électrons
de valence et les composés stables et neutres qu’ils forment avec l’hydrogène sont les
suivants :
Élément
H
Li
Be
B
c
N
O
F
Ne
Électrons de
valence (V)
1
1
2
3
4
5
6
7
8
Composés
H,
UH
BeH,
BH3
CH,
NH3
OH,
FH
aucun
Nombre de
H (N)
1
1
2
3
4
3
2
1
0
Si V est le nombre d’électrons de valence et N le nombre d'atomes d’hydrogène dans
chaque composé, nous constatons que le nombre 5” = V + est toujours pair et au plus
égal à 2 (cas de H, et LiFl) ou 8.
68