TD structure électronique des atomes

TD structure électronique des atomes
Ex 1 : règles sur les 4 nombres quantiques
Des quadruplets de nombres quantiques pouvant définir l'état d'un électron sont donnés : (5,0,0,1/2) ; (2,1,2,-1/2)
; (2,2,2,1/2) ; (3,-1,1,-1/2) ; (4,1,-1,-1/2) ; (4,2,2,1) ; (5,2,2,-1/2) ; (7,3,-2,0) ; (8,1,-1,1/2) ; (8,4,0,-1/2).
1. Quels sont ceux qui sont impossibles ? En préciser les raisons.
2. Donner les symboles des orbitales atomiques correspondant aux quadruplets possibles.
3. Un électron occupe une orbitale atomique 5f. Par quels quadruplets cet électron peut-il être décrit ?
Ex 2 : raie D du sodium
1. Donner la configuration électronique fondamentale de l'atome de sodium (Z=11).
2. En admettant que la raie D du sodium (λ=589 nm) correspond à une transition entre le niveau 3s et 3p,
en déduire une valeur de l'écart énergétique entre les niveaux d'énergie 3s et 3p de l'atome de sodium.
Exprimer le résultat en eV.
Ex 3 : configuration électronique
1. Donner la configuration électronique, dans l’état fondamental, de : F; Ar ; S2-; Mn ; Mn2+ ; Co3+ ; Br – ;
Cs.
2. Indiquer quels sont les électrons de cœur et les électrons de valence.
3. Quel est l’ion stable formé à partir de l’atome de césium Cs ?
Données : numéros atomiques : Z(F) = 9, Z(Ar) = 18, Z(S) = 16, Z(Mn) = 25, Z(Co) = 27, Z(Br) = 35, Z(Cs) =
55
Ex 4 : exceptions
1. Quelles sont a priori les configurations électroniques d’un atome de cuivre ( Z = 29) et d’un atome de
chrome (Z = 24) ?
2. En réalité, leurs configurations respectives sont 1s22s22p63s23p63d104s1 et 1s22s22p63s23p63d54s1.
Proposer une explication.
Ex 5 : magnétisme
On considère les atomes de numéro atomique Z inférieur ou égal à 10 dans leur état fondamental : H, He, Li, Be,
B, C, N, O, F, Ne.
1.
2.
3.
4.
Déterminer le nombre d’électrons célibataires qu’ils possèdent.
Quels sont ceux qui sont diamagnétiques ?
Quels sont ceux qui sont paramagnétiques ?
Quels sont ceux qui sont paramagnétiques à l’état fondamental mais peuvent être diamagnétiques dans
un de leurs états excités ?
Ex 6 : vrai/faux
Répondre aux questions suivantes par vrai ou faux en justifiant :
a. Un atome excité est un atome ayant perdu un électron
b. Dans les atomes polyélectroniques, l’énergie d’une orbitale atomique dépend d’un seul nombre
quantique
c. Dans les atomes polyélectroniques, le remplissage des orbitales se fait par valeurs croissantes de n.
d. Un atome ayant un nombre pair d’électrons est nécessairement diamagnétique
e. Un atome ayant un nombre impair d’électrons est nécessairement paramagnétique
f. La configuration électronique de l’ion Rh4+ (rhodium, Z = 45, sert dans les pots catalytiques
notamment) est 1s22s22p63s23p63d104s24p64d35s2).