Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 1 sur 6 C

SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 1 sur 6 Con}guration électronique d'un atome Introduction : La représentation de l’atome a évolué le long des siècles jusqu’à la modélisation de E. Rutherford puis celle de N. Bohr. L’atome est assimilable à une sphère de rayon voisin à soit et noté , et comportant un noyau central (formé de protons et neutrons appelés nucléons) autour duquel gravitent des électrons. La taille du noyau est environ fois plus petite que celle de l’atome. Il est important de connaître les ordres de grandeur. La con}guration électronique correspond à la distribution des électrons d’un atome. Ici, nous allons donc parler de la position des éléments dans le tableau périodique, pour ensuite aborder la structure interne de l’atome pour en}n terminer sur les caractéristiques de certaines familles chimiques. 1 Tableau périodique des éléments Le chimiste russe Dmitri Mendeleïev publia en 1869, un tableau de classi}cation des 63 éléments chimiques connus à l’époque. Aujourd’hui, le tableau comporte 118 éléments dont 92 naturels. Le tout étant ordonné par masse atomique croissante et regroupé par famille d’éléments (colonnes). 10 m −10 0, 1 nm r a 100 000 SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 2 sur 6 Rappel La notation atomique d’un noyau comporte : un nombre de nucléons ; un nombre de protons ; un nombre de neutrons avec . L’atome comporte autant d’électrons que de protons (soit électrons), c’est pourquoi il est électriquement neutre. L’écriture conventionnelle de l’atome est la suivante : Exemple représente l’atome de chlore. L’atome a un nombre de protons et un nombre de neutrons . Le nombre d’électrons vaut donc . Nous allons étudier plus précisément les trois premières lignes ou périodes du tableau soit les atomes de numéro atomique , de l’hydrogène à l’argon. Quand augmente la masse atomique augmente, c’est-à-dire que le noyau comporte de plus en plus de nucléons, et le rayon atomique A Z A −Z Z X Z A Cl 17 35 Cl Z = 17 A −Z = 35 −17 = 18 17 Z ≤18 Z SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 3 sur 6 augmente aussi et comporte de plus en plus d’électrons. Et donc le cortège électronique occupe un espace plus grand. 2 Couches électroniques Le modèle planétaire proposé par Ernest Rutherford (Nouvelle-Zélande) en 1911 a été amélioré en 1913 par le danois Niels Bohr pour expliquer certains faits expérimentaux. C’est ce modèle que nous utiliserons pour expliquer les propriétés chimiques des atomes. L’énergie des électrons qui gravitent autour du noyau ne peut prendre que certaines valeurs, cette énergie est quanti}ée. À retenir Les électrons sont répartis suivant des couches notées par un nombre entier . Chaque couche peut être subdivisée en sous-couches notées , , , contenant chacune un nombre limité d’électrons. Pour l’étude des atomes de numéro atomique , nous n’utiliserons que les couches , et et les sous-couches et . Remplissage des couches : la couche 1 comporte au maximum 2 électrons ; la couche 2 comporte au maximum 8 électrons ; la couche 3 comporte au maximum 18 électrons. Remplissage des sous-couches : la sous-couche comporte au maximum 2 électrons ; la sous-couche comporte au maximum 6 électrons. L’atome est stable quand son énergie totale est minimale. n s p d f Z ≤18 1 2 3 s p Le nombre maximal d’électrons est donné par . 2 × n2 s p Couches Sous-couches Nom Nombre maximal e− Nom Nombre maximal e− n = 1 2 1s 2 SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 4 sur 6 Les sous-couches et couches électroniques se remplissent successivement et intégralement par ordre d’énergie croissante. Quand une couche est totalement remplie on dit qu’elle est saturée. À retenir Voici l’ordre de remplissage des sous-couches : ; ; ; ; , avec . Exemple Con}guration électronique de l’aluminium dans son état fondamental, état énergétique le plus stable. signi}e que la couche comporte électrons, elle est saturée. L’addition de tous les exposants est bien égale au numéro atomique. 3 Électrons de valence et familles chimiques n = 2 8 (6 + 2) 2s 2 2p 6 n = 3 8 (6 + 2) 3s 2 3p 6 n 1s 2s 2p 3s 3p Z ≤18 Al : 13 27 1s 2s 2p 3s 3p 2 2 6 2 1 2p6 n = 2 6 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13 SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 5 sur 6 a. Électrons et couches de valence Dé}nition Électrons de valence : On appelle électrons de valence d’un atome les électrons appartenant à la dernière couche occupée, appelée couche de valence. Ces électrons sont les moins liés au noyau. Par exemple, l’atome de sodium comporte un électron de valence , l’atome d’aluminium en comporte . Le tableau ci-dessous présente le nombre d’électrons de valence (entre parenthèses) des atomes des éléments des trois premières lignes du tableau périodique. La première colonne indique la couche de valence ( , ou ). Les couches de valence (colonnes 1 et 2) comportent ou électrons de valence. Les couches de valence (colonnes 13 à 18) comportent de à électrons de valence, la couche est saturée avec deux électrons. b. Familles chimiques Les électrons de valence sont les plus éloignés du noyau donc les moins attirés. La force d’attraction dépend de la distance. La couche de valence d’un élément est responsable de ses propriétés chimiques, formation d’ions, de liaisons chimiques. Na (3s ) 1 Al 3 (3s 3p ) 2 1 Les atomes d’une même colonne comportent le même nombre d’électrons de valence. 1 2 3 Couche 1 H (1) He (2) Couche 2 Li (1) Be (2) B (3) C (4) N (5) O (6) F (7) Ne (8) Couche 3 Na (1) Mg (2) Al (3) Si (4) P(5) S (6) Cl (7) Ar (8) s 1 2 s p 2 3 8 s2 Les éléments d’une même colonne ont des propriétés chimiques similaires et forment une famille chimique. 1 Colonne 1, groupe , couche de valence , famille des métaux alcalins. s s1 SchoolMouv.fr SchoolMouv : Cours en ligne pour le collège et le lycée 6 sur 6 Le sodium est un métal mou, de couleur argentée et très réactif avec l’eau et l’air. Dans la nature, il n’a pas cette forme, mais nous le trouvons le plus souvent sous la forme de composés chimiques, notamment dans le sel de cuisine. Mais aussi dans les ampoules à vapeur de sodium donnant un éclairement de couleur jaune (éclairage public). Les métaux alcalins forment facilement des cations (ions positifs). Si nous prenons le béryllium , de la famille des métaux alcalino- terreux d’aspect gris acier. Ce métal est un très bon conducteur thermique et électrique. Nous pouvons le retrouver dans la nature sous forme d’oxydes. Dans cette famille les éléments possèdent 2 électrons dans leur couche de valence. La famille des halogènes comporte 4 éléments. C’est une famille chimique très homogène de gaz monoatomique, leur couche de valence est saturée pour qu’il n’y ait aucune liaison covalente avec d’autres atomes. Conclusion : Les éléments chimiques sont classés par ordre de numéros atomiques croissants et par famille chimique (colonne) dans un tableau périodique permettant de retrouver leur structure électronique. Un atome dans son état fondamental comporte un noyau central et des électrons qui se répartissent suivant des couches et sous-couches dont l’énergie est quanti}ée. L’atome peut être étudié en utilisant le modèle de N. Bohr. Le tableau périodique des éléments est un outil permettant une explication de nombreuses réactions chimiques qui dépendent de la structure électronique des atomes et des ions. Il permettra aussi d’expliquer la formation des liaisons covalentes et ioniques des molécules et des cristaux. Na 2 Colonne 2, groupe , couche de valence , famille des métaux alcalino- terreux. s s2 Be 3 Colonne 17, groupe , couche de valence , famille des halogènes. p s p 2 5 4 Colonne 18, groupe , couche de valence , famille des gaz nobles ou rares. p s p 2 6 uploads/Histoire/ fiche-de-cours-conguration-electronique-d-x27-un-atome-schoolmouv.pdf