2nde Univers Cours : Elément chimique/Cortège électronique I. L

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Cours : Elément chimique/Cortège électronique
I. L’élément chimique.
1. Les isotopes :
Deux atomes isotopes sont des atomes ayant le même numéro atomique Z, mais un nombre de nucléons A
différent, donc un nombre de neutrons différent.
Exemple :
;C ;C ;C sont des atomes isotopes
2. Les ions monoatomiques : Voir diaporama
Un ion monoatomique est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.
Un ion chargé positivement est un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons, on l’appelle cation comme :
Na+ Ca2+ Al3+
Un ion chargé négativement est un atome qui a gagné un ou plusieurs électrons, on l’appelle anion comme :
Cl- S2- O2-
Exemple de détermination de l’atome charge électrique d’un ion monoatomique :
 Li+ : cation lithium
L’atome de lithium Li électriquement neutre a perdu un électron, donc qion = +e =1,60.10-19 C.
 O2- : anion oxygène
L’atome d’oxygène O électriquement neutre a gagné deux électrons, donc qion = -2e = - 3,20.10-19 C.
3. L’élément chimique :
On appelle élément chimique, l’ensemble des entités chimiques (atomes, différents isotopes, différents ions)
ayant le même numéro atomique Z (même nombre de protons).
Exemple :
Fe, Fe2+ et Fe3+ appartiennent au même élément chimique fer ayant le même numéro atomique Z = 56.
L’élément chimique est caractérisé par son numéro atomique Z.
II. Le cortège électronique :
1. Les couches électroniques :
Les électrons d’un atome se répartissent sur des couches électroniques.
Ces couches sont symbolisées par les lettres K, L, M, N …
Les électrons de la couche K sont les électrons les plus proches du noyau, ensuite on s’éloigne de plus en
plus du noyau.
La couche externe est la dernière couche occupée, les autres couches sont appelées couches internes.
Une couche électronique saturée est une couche qui ne peut plus accepter d’électrons.
2. Règles de remplissage des couches : Voir diaporama
D’après le principe de Pauli (Voir site sur biographies), les couches n’admettent qu’un nombre limité d’électrons.
Couche électronique
Nombre maximum d’électrons admis
K
2
L
8
M
8
(Certains atomes peuvent admettre jusqu’à 18 électrons)
On remplit d’abord la couche K, puis quand celle-ci est saturée (2 électrons), on remplit la couche L, puis quand
celle-ci est saturée (8 électrons), on remplit la couche M et ainsi de suite.
Les ions monoatomiques suivent les mêmes règles de remplissage que celle de l’atome.
Exemples :
L’atome d’oxygène O a pour numéro atomique Z = 8.
Le nombre d’électrons est 8 puisque l’atome est électriquement neutre.
La structure électronique de cet atome se note : (K)2(L)6
L’atome de chlore Cl a pour numéro atomique Z = 17.
Sa structure électronique est : (K)2(L)8(M)7
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Exercices d’application
Exercice 1 :
Dans la nature l’atome de chlore Cl existe sous deux formes de représentation symbolique : ;Cl et ;Cl.
1. Comment nomme-t-on ces deux atomes ?
2. Déterminer la constitution de chacun des deux atomes de chlore. Justifier.
3. Déterminer la configuration électronique de chacun des deux atomes. Justifier à l’aide des règles de remplissage.
4. L’ion chlorure porte une charge égale à –e. Donner le symbole de cet ion ainsi que sa structure électronique.
Exercice 2 :
Un atome inconnu possède deux électrons sur sa couche externe M.
Son nombre de nucléons A est le double de son numéro atomique Z.
1. Déterminer la configuration électronique de cet atome.
2. Déterminer le numéro atomique Z de cet atome.
3. Déterminer la charge électrique du noyau.
4. Donner la représentation symbolique de cet atome sachant que son symbole chimique est Mg.
5. L’ion formé par cet atome résulte de la perte de deux électrons de la couche externe. Donner la structure
électronique de cet ion.
6. Déterminer la charge électrique portée par cet ion. S’agit-il d’un cation ou d’un anion ?
7. Ecrire la formule chimique de cet ion.
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