38 première partie La chimie de la vie
de deux électrons dans son orbitale s. L’unique électron de
l’atome d’hydrogène et les deux électrons de l’atome d’hélium
occupent donc l’orbitale 1s. La deuxième couche électronique a
quatre orbitales et peut loger jusqu’à huit électrons, deux dans
chaque orbitale. Ces électrons possèdent à peu près la même
énergie, mais ils se déplacent dans des espaces différents.
La réactivité d’un atome dépend de la présence d’électrons
non appariés, ou célibataires, dans une ou plusieurs orbitales
de son dernier niveau énergétique. Comme vous le verrez
dans la prochaine section, les atomes interagissent pour combler leur dernier niveau énergétique et ce sont les électrons
célibataires qui entrent alors en jeu.
retour sur le ConCept 2.2
1. Un atome de lithium a trois protons et quatre
neutrons. Quelle est sa masse atomique en daltons ?
2. Un atome d’azote a sept protons, et l’isotope le plus
abondant de l’azote a sept neutrons. Un isotope
radioactif de l’azote a huit neutrons. Écrivez le
numéro atomique et le nombre de masse de cet azote
radioactif sous forme de symbole chimique accompagné des nombres placés en indice et en exposant.
3. Combien d’électrons le fluor a-t-il ? Combien de
couches électroniques ? Nommez les orbitales
occupées. Combien d’électrons sont nécessaires
pour remplir le dernier niveau énergétique ?
4.
et sI ?
Dans la figure 2.9, s’il y a deux
éléments ou plus dans la même rangée, qu’ont-ils
en commun ? S’il y a deux éléments ou plus dans
la même colonne, qu’ont-ils en commun ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
2.3
La formation et la fonction
des molécules dépendent des liaisons
chimiques entre les atomes
Montons maintenant dans la hiérarchie de l’organisation
biologique pour comprendre comment les atomes se combinent de façon à former des molécules et des composés
ioniques. Les atomes dont le dernier niveau énergétique est
incomplet (c’est le cas des éléments les plus abondants dans
m Figure 2.9 Les schémas de la répartition
électronique des 18 premiers éléments du
tableau périodique. Dans un tableau périodique
de base (voir l’appendice C), l’information est présentée comme dans le médaillon illustrant l’hélium.
Dans les schémas de ce tableau, les électrons sont
représentés par des points jaunes, et les couches
électro niques (représentant les niveaux énergétiques)
par des anneaux concentriques. Cette façon de
représenter les couches électroniques constitue
un moyen commode d’illustrer la répartition des
électrons d’un atome selon leurs niveaux énergétiques, mais ces modèles simplifiés ne représentent
pas de façon exacte la forme de l’atome ou la
localisation de ses électrons. Quant aux éléments,
ils figurent sur trois lignes (ou périodes), selon le
nombre de leurs couches et le nombre d’électrons
contenus dans celles-ci. Chaque ligne représente
le remplissage d’un niveau énergétique. À mesure
qu’ils s’ajoutent, les électrons occupent le plus bas
niveau énergétique disponible.
Quel est le numéro atomique du magnésium ?
Combien de protons et d’électrons possèdet-il ? Combien de couches électroniques ?
Combien d’électrons de valence ?
?
Hydrogène
1 H
Hélium
2 He
Numéro atomique
Néon
10 Ne
Fluor
9 F
Oxygène
8 O
Azote
7 N
Carbone
6 C
Bore
5 B
Béryllium
4 Be
Lithium
3 Li
Argon
18 Ar
Chlore
17 Cl
Soufre
16 S
Phosphore
15 P
Silicium
14 Si
Aluminium
13 Al
Magnésium
12 Mg
Sodium
11 Na
Première couche
électronique
Deuxième couche
électronique
Troisième couche
électronique
He
2
4,00
Symbole
Nombre de masse
Schéma de
la répartition
électronique
de deux électrons dans son orbitale s. L’unique électron de
l’atome d’hydrogène et les deux électrons de l’atome d’hélium
occupent donc l’orbitale 1s. La deuxième couche électronique a
quatre orbitales et peut loger jusqu’à huit électrons, deux dans
chaque orbitale. Ces électrons possèdent à peu près la même
énergie, mais ils se déplacent dans des espaces différents.
La réactivité d’un atome dépend de la présence d’électrons
non appariés, ou célibataires, dans une ou plusieurs orbitales
de son dernier niveau énergétique. Comme vous le verrez
dans la prochaine section, les atomes interagissent pour combler leur dernier niveau énergétique et ce sont les électrons
célibataires qui entrent alors en jeu.
retour sur le ConCept 2.2
1. Un atome de lithium a trois protons et quatre
neutrons. Quelle est sa masse atomique en daltons ?
2. Un atome d’azote a sept protons, et l’isotope le plus
abondant de l’azote a sept neutrons. Un isotope
radioactif de l’azote a huit neutrons. Écrivez le
numéro atomique et le nombre de masse de cet azote
radioactif sous forme de symbole chimique accompagné des nombres placés en indice et en exposant.
3. Combien d’électrons le fluor a-t-il ? Combien de
couches électroniques ? Nommez les orbitales
occupées. Combien d’électrons sont nécessaires
pour remplir le dernier niveau énergétique ?
4.
et sI ?
Dans la figure 2.9, s’il y a deux
éléments ou plus dans la même rangée, qu’ont-ils
en commun ? S’il y a deux éléments ou plus dans
la même colonne, qu’ont-ils en commun ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
2.3
La formation et la fonction
des molécules dépendent des liaisons
chimiques entre les atomes
Montons maintenant dans la hiérarchie de l’organisation
biologique pour comprendre comment les atomes se combinent de façon à former des molécules et des composés
ioniques. Les atomes dont le dernier niveau énergétique est
incomplet (c’est le cas des éléments les plus abondants dans
m Figure 2.9 Les schémas de la répartition
électronique des 18 premiers éléments du
tableau périodique. Dans un tableau périodique
de base (voir l’appendice C), l’information est présentée comme dans le médaillon illustrant l’hélium.
Dans les schémas de ce tableau, les électrons sont
représentés par des points jaunes, et les couches
électro niques (représentant les niveaux énergétiques)
par des anneaux concentriques. Cette façon de
représenter les couches électroniques constitue
un moyen commode d’illustrer la répartition des
électrons d’un atome selon leurs niveaux énergétiques, mais ces modèles simplifiés ne représentent
pas de façon exacte la forme de l’atome ou la
localisation de ses électrons. Quant aux éléments,
ils figurent sur trois lignes (ou périodes), selon le
nombre de leurs couches et le nombre d’électrons
contenus dans celles-ci. Chaque ligne représente
le remplissage d’un niveau énergétique. À mesure
qu’ils s’ajoutent, les électrons occupent le plus bas
niveau énergétique disponible.
Quel est le numéro atomique du magnésium ?
Combien de protons et d’électrons possèdet-il ? Combien de couches électroniques ?
Combien d’électrons de valence ?
?
Hydrogène
1 H
Hélium
2 He
Numéro atomique
Néon
10 Ne
Fluor
9 F
Oxygène
8 O
Azote
7 N
Carbone
6 C
Bore
5 B
Béryllium
4 Be
Lithium
3 Li
Argon
18 Ar
Chlore
17 Cl
Soufre
16 S
Phosphore
15 P
Silicium
14 Si
Aluminium
13 Al
Magnésium
12 Mg
Sodium
11 Na
Première couche
électronique
Deuxième couche
électronique
Troisième couche
électronique
He
2
4,00
Symbole
Nombre de masse
Schéma de
la répartition
électronique