Effet d'écran ?

[invitee97d5e4d]

Bonsoir à tous,

Nous avons évoqué l'effet d'écran aujourd'hui et à vrai dire je n'ai pas bien compris ( j'ai loupé un cours aussi vendredi dernier, pas pu venir... )

Prenons l'exemple du Chlore : j'ai bien compris la configuration électronique. Mais pour ce qui est de calculer l'effet d'écran, vraiment pas compris...

Sur Wikipédia et dans mon cours, pour le Chlore ils disent que la charge effective pour un électron de la couche 3p^5 est : Z eff = 17 - 6 * 0.35 - 8 * 0.85 - 2 * 1.

J'ai plusieurs questions :

1) Le Z eff n'est pas le même pour chaque atome suivant dans quelle couche on se place... ?

2) D'où viennent les coefficients 6 et 8 ? j'ai le tableau de Slater sous les yeux mais je vois pas du tout.

En fait je crois que je n'ai rien compris à la démarche pour calculer Z effectif, et même ce que représente Z effectif...

Si quelqu'un pouvait m'éclaircir là-dessus, je vous en remercie d'avance
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[moco]

Si tu considères un électron donné, il sent une attraction forte par le noyau central. Mais il sent une répulsion due aux autres électrons. On peut simplifier l'effet de ces attractions et de ces répulsions en imaginant que les électrons n'existent pas, et que le noyau central ne contient pas les Z électrons de son numéro atomique, mais qu'il contient beaucoup moins de protons.
Tout se passe donc comme si l'électron était attiré non pas par Z électrons mais par Z* électrons, avec Z* << Z.
On dirait que les "autres" électrons font écran, de la même manière qu'un abat-jour fait écran à la lumière du soleil.

Prenons le chlore (Z = 17), qui a 2 électrons sur la couche 1, 8 électrons sur la 2ème couche, et 7 électrons sur la 3ème couche. Tout se passe comme si un électron de cette 3ème couche ressent une attraction due à Z* protons, où il faut soustraire de 17 l'effet des - 2 électrons de la 1ère couche, qui se comportent chacun comme s'ils avaient une charge 1
- 8 électrons de la 2ème couche, qui se comportent chacun comme s'ils avaient une charge 0.85
- 6 électrons de la 3ème couche, qui se comportent chacun comme s'ils avaient une charge 0.35
- 6 électrons de la 3ème couche.

L'attraction globale est due à une charge effective Z* valant :
Z* = 17 - 6·0.35 - 8·0.85 - 2·1 = 17 - 2.1 - 6.8 - 2 = 6.3

L'électron extérieur du chlore est retenu par le noyau avec la même force que s'il était seul et qu'il tournait autour d'un atome ayant 6.3 protons.

[invitee97d5e4d]

Bonsoir moco,

D'accord je comprends bien mieux maintenant, merci beaucoup !

J'ai compris le pourquoi du 6 et 8, je n'avais pas fait le lien avec les couches.

Mais sinon, ce Z effectif est un peu... empirique non ?

Il est différent suivant la couche sur laquelle on se place ? Ou bien on ne le calcule seulement pour l'électron extérieur ( ce qui voudrait dire que chaque atome possède un Z effectif caractéristique )?

Et donc, pour calculer les niveaux énergétiques des orbitales d'un atome quelconque, il faut utiliser la formule :

En = ( -13.6 * Z eff ² ) / ( n² ) ?

[moco]

Ce nombre effectif est entièrement empirique, en effet.

Je ne sais pas si on l'utilise pour les électrons des couches intérieures. Quant à moi, je ne l'ai jamais utilisé que pour les couches périphériques

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee97d5e4d]

D'accord, merci beaucoup pour ces éclaircissements