Explications orbitales, electrons, energie

[john616]

Bonjour,

J'ai quelques questions concernant les orbitales, les électrons et l'énergie, en gros sur la chimie atomistique...

Voila je ne comprends pas le lien entre l'énergie de liaison et le nombre d'électrons, je n'arrive pas a saisir le lien, pourquoi l'énergie serait plus grand ou plus petite....c'est vraiment ça qui me pose le plus problème...

Ensuite je ne comprends pas du tout la pénetration et le remplissage des orbitales par les électrons, et la formule Zeff=Z-S, s est le nombre d'électrons de coeur, non ?

Voila, merci de votre aide,

Jona
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[QueenOfDarkness]

Salut,

Pour comparer la stabilité des noyaux, on définit l’énergie de liaison par nucléon A : E / A. Plus l’énergie de liaison par nucléon est grande, plus le noyau est stable, c'est-à-dire qu'il faut fournir plus d’énergie pour le dissocier en ses différents nucléons.

Tu as aussi le cas par exemple du CN, qui peut donner un anion CN- ou un cation CN+. CN- récupère un doublet (le doublet vacant de N est "comblé"), c'est une espèce plus stable que CN -> énergie de liaison grande, ça va être difficile de dissocier quelque chose de stable. CN+ perd un doublet, c'est très instable, l'énergie de liaison est plus faible, ça veut dire que ça sera facile de le "stabiliser" en autre chose (plus stable).

Pour le remplissage des électrons dans les orbitales, tu as 3 règles.

- exclusion de Pauli : 2 électrons ne peuvent pas avoir les mêmes nombres quantiques n, l, ml, et ms dans une même orbitale. S'ils sont dans une même orbitale, ils ont n, l et ml identiques, donc ils se différencient par ms : 1/2 ou -1/2 (tête en haut ou tête en bas ). 2 électrons ne peuvent pas avoir le même spin dans une orbitale.

n est le nombre quantique principal qui définit le niveau d'énergie de l'électron. (c'est de là que vient le 1 de 1s, le 2 de 2s...)
l est le nombre quantique secondaire (ou azimutal ou orbital), compris entre 0 et n-1.
ml est le nombre quantique tertiaire (ou magnétique), compris entre -l et +l
ms est le nombre quantique de spin, valant -1/2 ou +1/2 pour les électrons, suivant s'ils sont dans l'état alpha (tête en haut, +1/2) ou béta (tête en bas, -1/2). Il quantifie le mouvement de rotation de l'électron sur lui-même.
C'est avec ces nombres que tu caractérises la position de l'électron.
Les orbitales s sont caractérisées par l=0, les p par l=1, les d par l=2 et les f par l=3.

- Hund : lorsque des états sont dégénérés (c'est-à-dire qu'on a 3 orbitales de même énergie, exemple : 2px, 2py et 2pz), on remplit d'abord les orbitales à raison de 1 électron par état dégénéré, puis s'il y a plus de 3 électrons, on remplit en utilisant la règle de Pauli.

Si tu ne comprends pas la dégénérescence de 2p, voilà d'où ça vient :
n=2 donc 0 < l < 1, c'est-à-dire l = 0 ou l = 1.
Pour l = 0, tu as ml = 0 forcément, c'est l'orbitale 2s.
Pour l = 1, tu as ml = -1, 0 ou 1, donc trois orbitales 2p de même énergie : 2px, 2py et 2pz.

- Klechkowski : le remplissage des orbitales se fait dans l'ordre croissant des énergies des orbitales (on remplira pas les plus énergétiques d'abord, on commence par la 1s, ensuite la 2s, etc...). Sauf exception vers 3d et 4s. As-tu vu le diagramme de Klechkowski ? Tu as quelques irrégularités dans le remplissage des orbitales à partir de 4s ... Tu auras 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p ... etc etc

Pour le Zeff, ça vient du fait que l'électron n'est pas soumis qu'à l'attraction seule du noyau, il y a aussi les autres électrons qui font écran à l'électron en question (répulsion électron-électron).
Le champ électrique vu par l'électron sera donc plus faible que le champ électrique Z dû au noyau. Le champ électrique réel vu par l'électron est Zeff = Z - s. Z c'est ton nombre de protons, s c'est la constante d'écran. Là, il faut regarder les électrons dans ta configuration électronique (1s2 2s2 etc), et utiliser le tableau de Slater.

Pour cela je t'invite à aller voir ce sujet, tout y est expliqué :
http://forums.futura-sciences.com/ch...de-slater.html