atomes polyélectroniques

[invite6ac59697]

Bonjour!
Voilà je n'arrive pas à comprendre et à appliquer la règle de Klechkowsky.
Dans un exercice corrigé il me demande la configuration éléctronique de ces atomes:
12Mg^(2+), 13Al.
je comprend pas comment il trouve que pour 12Mg^(2+) il y a 10 électrons et pour la configuration électronique il trouve 1s² 2s² 2p^6

Pour la Configuration électronique de 13Al: 1s² 2s² 2p^6 3s² 3p^1

je sais que la règle c'est de remplire les couches par (n+l) croissant mais je vois pas du tout comment on fait!!
Merci de me détaillé l'explication au maximum svp!!
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[PaulHuxe]

Pour l'aluminium par exemple : tu as 13 électrons à caser.
Tu sais qu'une couche s peut en accueillir deux. Une couche p peut en accueillir 6.

tu sais aussi qu'il n'existe pas de couche 1p. On est d'accord ?
Donc on y va.
remplissage de la couche 1s (n=1, l=1) : 2 électrons. Reste 11
remplissage de 2s (n=2 l=1) : 2 électrons reste 9
remplissage de 2p (n=2 l=2) : 6 électrons reste 3
remplissage de 3s (n=3 l=1) : 2 électrons reste 1
remplissage de 3p (n=3 l=2) : 6 places disponibles mais un seul électron restant. Donc 1 électron.

[curieuxdenature]

Bonjour mimine_69

il ne faut pas chercher de complications inutiles, Mg neutre a 12 électrons donc Mg ⁺⁺ n'en a que 10. Soit 2+2+6 et les 2 de la couche 3s ont sautés.

Pour Al il est question de l'atome neutre, donc 2+2+6+2+1.

les sous couches s ont seulement 2 électrons
les p en ont 6
les d en ont 10
les f en ont 14
les g en ont 18 etc

cela obéit à la règle 4n+2, avec s, p, d, f, g, h etc = 4*0 +2, 4*1 +2; 4*2 +2; 4*3 +2; etc..

[invitee647ff32]

Slt,
12Mg signifie qu'il y a 12 protons dans le noyau.
1 proton a une charge + et un électron a une charge - .
Mg^2+ signifie donc qu'il y a 2 protons de plus que d'électrons.
On en déduit qu'il y a 12-2=10 électrons.

Selon notre modèle, ces électrons se placent dans différentes couches/sous-couches/cases quantiques autour du noyau. Chaque couche est déterminée par un nombre quantique principal (n), chaque sous-couche par un nombre quantique secondaire (l) et chaque case quantique par un nombre quantique magnétique (m). Il y a 2 électrons par case quantique, chacun ayant un spin différent (s).

n entier naturel, l=0,...,n-1 ; m=-l,...,l

Ainsi la couche de n=1 a une seule sous-couche (l=0), cette sous couche ayant une seule case quantique (m=0), et donc la place pour 2 électrons.

La sous-couche l=0 est la sous-couche s, la sous-couche l=1 (contenant les cases quantiques -1,0,1 (3 cases quantiques) ) est la sous-couche p, la sous-couche l=2 (contenant les cases quantiques de m=-2,-1,0,1,2 (5 cases quantiques) ) est la sous-couche d, puis l=3 -> f ; l=4 -> g ; l=5 -> h, etc.

On peut construire ainsi les places possibles des électrons selon des cases quantiques localisées dans des couches/sous-couches précises.

Donner la configuration électronique d'un atome dans son état fondamental consiste à écrire les sous-couches selon l'ordre croissant de leur niveau d'énergie jusqu'à défaut d'électron à placer dans ces sous-couches.
Pour "remplir" les cases quantiques des sous-couches il faut répondre à plusieurs règles :
- principe de Pauli : il n'y a pas plusieurs électrons ayant les 4 mêmes nombres quantiques. (ex : 2 électrons d'une même case quantique ont seulement s qui diffère)
- règle de Hund : les électrons occupent d'abord chaque case quantique d'une même sous-couche avant de former une paire d'électrons.
Le niveau d'énergie des sous-couche est déterminé par la règle de Klechkowski : Le niveau d'énergie croît comme n+l croît, pour même n+l, il croît comme n.

n\l 0 1 2 3
1 1s
2 2s 2p
3 3s 3p 3d
4 4s 4p 4d 4f

L'ordre est : 1s 2s 2p (et non 3s car pour 2p, n=2 et pour 3s, n=3 ; 2<3) 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d ...

Ensuite, l'exposant affecté à s,p,d,f.. est le nombre d'électrons dans cette la sous-couche. Pour 10 électrons on a donc : 1s^2 2s^2 2p^6
Attention, pour les ions ayant perdu un(des) électron(s), on retire le(s) électron(s) perdu(s) de la sous-couche la plus externe, soit de nombre n le plus grand.

ps:comme demandé, c'est détaillé

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6ac59697]

Franchement un très très grand merci à Inco,Curieuxdenature et Paul Huxe parce-que vous avez super bien détaillé l'explication que j'ai demandée; j'était perdu dans mon cours mais là je peut faire mes exercices!!