Chapitre 7-Données essentielles sur la structure de l`atome LES

Chapitre 7-Données essentielles sur la structure de l’atome
LES SAVOIR-FAIRE DU CHAPITRE- AUTOEVALUATION-CORRIGE
Enoncés et compétences évaluées
1-Transitions électroniques

Passage de l’état fondamental à l’état n=3
𝐸1→3 = 𝐸(3) − 𝐸(1) = −13,6 [

1
1
− 2 ] = 12,1𝑒𝑉
2
3
1
Passage de n=3 à n=∞
1
1
− 2 ] = 1,51𝑒𝑉
2
∞
3
Passage de l’état n=3 à n=2 : détermination de la fréquence 𝜈de la radiation émise (il s’agit
d’une désexcitation partielle car retour vers le niveau fondamental avec émission d’un
rayonnement)
1
1
ℎ𝜈 = 𝐸(3) − 𝐸(2) = −13,6 [ 2 − 2 ] = +1,89𝑒𝑉
3
2
On passe d’abord en Joules (sachant que 1eV= 1,6.10-19J) pour calculer la fréquence
1,89 × 1,6. 10−19
𝜈2,3 =
= 4,56. 1014 𝐻𝑧
6,626. 10−34
𝑐
𝜆2,3 = = 657𝑛𝑚
𝜈
Cette radiation se trouve dans le domaine du visible.
𝐸1→∞ = 𝐸(∞) − 𝐸(3) = −13,6 [

Capacité 1-Savoir déterminer la longueur d’onde d’une radiation émise ou absorbée à
O N
partir de la valeur de la transition énergétique mise en jeu, et inversement
2-Triplet n,l,ml ou orbitale atomique : cas où n=4
Préciser les divers triplets susceptibles de décrire le comportement de l’électron si n=4
n=4 donc 0≤ ℓ ≤ 𝑛 − 1 et pour chaque valeurs de ℓ, −ℓ ≤ 𝑚ℓ ≤ +ℓ donc :
 ℓ = 0 ⇒ 𝑚ℓ = 0
triplet (4,0,0) correspond à l’orbitale 4s (sous couche 4s)
 ℓ = 1 ⇒ 𝑚ℓ = +1,0,-1 triplets : (4,1,1), (4,1,0), (4,1,-1) ; orbitales 4p+1, 4p0, 4p-1 (Sous
couche 4p)
 ℓ = 2 ⇒ 𝑚ℓ = +2, +1,0, −1, −2 triplets (4,2,+2),(4,2,+1), (4,2,0), (4,2,-1), (4,2,-2) ; qui
correspondent aux orbitales 4d2, 4d1,4d0,4d-1,4d-2. (sous couche 4d)
 ℓ = 3 ⇒ 𝑚ℓ = +3, +2, +1,0, −1, −2, −3 triplets (4,3,+3),(4,3,+2),(4,3,+1),(4,3,0),
(4,3,-1),(4,3,-2), (4,3,-3) ; orbitales : 4f3,4f2,4f1,4f0,4f-1,4f-2,4f-3 (sous couche 4f)
Capacité 2-Savoir décrire un électron par son triplet n, l,ml
3- Configurations électroniques des atomes
On applique pour cela les règles de remplissage des couches électroniques (les principes
d’élaboration des configurations électroniques)
Rappel :
O
N
Chapitre 7-Données essentielles sur la structure de l’atome
Principe d’exclusion de Pauli : il est impossible que deux électrons d’un même atome possèdent
quatre nombres quantiques identiques ; donc une orbitale atomique ne peut contenir au
maximum que deux électrons.
Règle de Klechkowski :cette règle établit l’ordre énergétique de niveaux quelconques. En,l est une
fonction croissante de 𝑛 + ℓ, et pour deux valeurs semblables de 𝑛 + ℓ, une fonction croissante de
n.
Règles de Hund :Les électrons sont disposés dans l’ordre des énergies croissantes et, pour des
niveaux d’énergie dégénérés, en occupent le maximum avec des électrons de spin parallèles.
Application :
 2He 1s2
↑↓

8O
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
Configuration électronique : 1s2 2s2 2p4
l’oxygène a 2 électrons de cœur (en gris) et 6 électrons de valence (en jaune)
en représentation de Lewis : l’atome d’oxygène comporte deux doublets et deux points.

17Cl
↑↓
↑↓
↑
↑↓
Configuration électronique : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 soit [10Ne]3s23p5
Le chlore a 10 électrons de cœur (configuration du néon) et 7 électrons de valence (en
jaune).
En représentation de Lewis, l’atome de chlore comporte trois doublets et un point.

21Sc
↑↓
↑
Configuration électronique: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 soit [18Ar]3d14s2
Le scandium a 18 électrons de cœur (configuration de l’argon) et 3 électrons de valence.
Remarque : l’électron 3d est plus fortement lié au noyau que les électrons 4s.

26Fe
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑
Configuration électronique : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 soit [18Ar]3d6 4s2
Le fer a 18 électrons de coeur (configuration de l’argon) et 8 électrons de valence.

24Cr
↑
↑
↑
↑
↑
↑
Configuration électronique : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2 (au lieu de : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2) soit
[18Ar]3d5 4s1
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Remarque : le chrome présente une irrégularité (un effet quantique de spin maximal (spins
parallèles) qui confère une stabilité énergétique.
 47Ag
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Configuration électronique : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s1 (au lieu de 4d9 5s2)
Remarque: l’argent présente une irrégularité (sous couche d saturée plus stable)
Capacité 3-Savoir établir la configuration électronique d’un atome dans son état
fondamental.
O
N