CHAPITRE
1
9
Introduction
Nous savons que l’énergie des atomes est quantifiée. L’existence de spectres de raies a été
mise en évidence dans le cours de terminale S.
Mais comment représenter les électrons dans un atome ?
L’utilisation des nombres quantiques, en plus du nombre quantique principal n, permet de
caractériser ces électrons, d’accéder aux différents niveaux d’énergie et de donner la
configuration électronique de l’atome dans l’état fondamental.
Plan du chapitre 1
A. Niveaux d’énergie électronique d’un atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1. Le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. Interprétation du spectre d’émission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3. Les spectres d’émission des autres atomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
B. Les nombres quantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1. Les nombres quantiques n, et . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2. Le nombre quantique de spin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3. Niveaux d’énergie des électrons dans un atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
C. Configuration électronique d’un atome ou d’un ion dans l’état fondamental . . 15
1. Principe d’exclusion de Pauli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2. Règle de Klechkowsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3. Règle de Hund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Méthodes
L’essentiel ; mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Énoncés des exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Indications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Solutions des exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
m
ms
Configuration
électronique
des atomes