La règle de Klechkowski

LarègledeKlechkowskiindiqueleclassementénergétiquedesdifférentessous‐couches
électroniquesd’unatome.D’aprèscetterègle,l’énergiedessous‐couchesaugmenteenpremierlieu
aveclavaleurden+l,etaveclavaleurden,àn+lconstant.
Principed’exclusiondePauli:deuxélectronsd’unmêmeatomenepeuventêtredansle
mêmeétatquantique(iesevoirattribuerlescinqmêmesnombresquantiques).Ils’agitd’unerègle
rigoureuse,sansexceptionaucune.
RègledeHund:pourunesous‐couchedonnée,laconfigurationélectroniquedeplusbasse
énergieestobtenueenplaçantunmaximumd’électronsdemêmespin(mêmevaleurdem
s )dans
desorbitalesdifférentes(cfPrinciped’exclusiondePauli),avantd’apparierdesélectronsdespins
opposés(valeursdem
s opposées).
(n,l,ml);S=1/2
msidentique(+1/2)
2particulespossédant
5nombresquantiques
identiques
(n,l,ml);S=1/2
msdifférents(+1/2et‐1/2)
2particulespossédantaumoins
1nombrequantiquedifférent

Étatfondamental
Afinderépartirtouslesélectronsd'unatomedanslesdifférentesorbitalesatomiques,celles‐cisont
classéesparénergiecroissanteetlesélectronssontrépartisprioritairementdanslesorbitales
d'énergielesplusfaibles(utilisationdelarègledeKlechkowski).Onobtientalorslarépartition
électroniquepourl'atomedanssonétatfondamental.
Configurationélectronique
Larépartitiondesélectronsd’unatomedanslesorbitalesatomiquess’écritdelafaçonsuivante:
2s1 occupationélectroniquedelasous‐couche
valeurdentypedel’OA(valeurdel)
couchesous‐couche
Pourlesatomesayantplusieurscouchesélectroniquestotalementremplies,lanotationpeutdevenir
trèslongue.Onpeutalorsabrégerlanotationenindiquantquelaconfigurationdesélectronsde
cœur(électronsd'unecoucheélectroniquetotalementremplie,àl'exceptiondescouchesdouf)a
uneconfigurationidentiqueàcelledugazrarequiprécèdel'élément.Lephosphore,parexemple,ne
diffèredunéon(1s22s22p6)queparlaprésenced'unetroisièmecouche.Donclaconfiguration
électroniquedunéonestretirée,etlephosphoreestnotéainsi:[Ne]3s23p3.
CationsetAnions
Pourétablirlaconfigurationélectroniqued’unatomenonneutre,ilfautd’abordcherchercellede
l’atomeneutrepuisluiretirer(cations)ouluiajouter(anions)lesélectrons.Eneffet,larèglede
Klechkowskines’appliquequ’auxatomesneutres.Parexemple,26Fe3+:
Fe‐>Fe
3+
+3e
26Fe : [18Ar] 4s2 3d6
onretirelesélectronslesplusexternesenpremier:4spuis3d
26Fe3+ : [18Ar] 4s0 3d5
etnon26Fe3+ 26-3 = 23 électrons => [18Ar] 4s2 3d3
quiestlaconfigurationélectroniqueduVanadium23V
Exceptions
Cetteapprochesimpleparlesnombresquantiquessouffrenéanmoinsd'uncertainnombre
d'exceptions,enparticulierparmilesmétauxdetransitionetleslanthanides;lesrèglesde
remplissagenesontqu'uneapproximationdelamécaniquequantiquequidécritlesatomes.
Unesous‐coucheàmoitiéremplieconduitàuneconfigurationdespinmaximal,cequiluiconfère
unecertainestabilitéenvertudelarègledeHund.Parexemple,lechrome(numéroatomique24)a
uneconfigurationélectronique[Ar]3d54s1,etnon[Ar]3d44s2.Delamêmefaçon,lecuivre(numéro
atomique29)auneconfigurationélectronique[Ar]3d104s1,etnon[Ar]3d94s2,cequipermetd'avoir
lacouche3dpleineetlacouche4sàdemi‐pleine.
Généralement,lesexceptionssetrouventlorsquelesconfigurationsélectroniquessontdutype:
(n‐1)d4ns2remplacépar(n‐1)d5ns1
(n‐1)d9ns2remplacépar(n‐1)d10ns1