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Inversion des sous couches électroniques



  1. #1
    blisax

    Inversion des sous couches électroniques


    ------

    Bonjour,
    Pourquoi les sous couches électroniques s'inversent ? Par exemple la sous couche 4s s'inverse avec la 3d dés que cette dernière a un électron.
    Et aussi comment on peux prévoir ces inversions ? Je veux dire il y a un moyen de déduire ces inversions ou il faut les apprendre par cœur ?
    Merci d'avance.

    -----

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  3. #2
    Kemiste

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Bonjour,
    Qu'est ce que tu entends par "les couches s’inversent"? La règle de Klechkowski stipule que la couche 4s est remplie avant la couche 3d. Tu peux regarder ici l'ordre de remplissage des couches : http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A8gle_de_Klechkowski

  4. #3
    blisax

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Oui mais par exemple la configuration électronique du titane est [Ar] 3d^2 4s^2, la couche 3d est positionné avant la couche 4s, les deux couches sont inversés. Est ce que on écrit cela par convention ou ça a un sens physique ?

  5. #4
    blisax

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Il y a d'ailleurs un passage dans le lien que tu m'as envoyé qui dit: "Il existe cependant de nombreuses exceptions, liées aux stabilités particulières des sous-couches saturées, qui préfèreront ainsi se compléter, au détriment éventuel d'autres sous-couches déjà remplies. Ces exceptions se trouvent aux séries des métaux de transition, des lanthanides et des actinides. Pour ces atomes, et souvent pour des atomes proches susceptibles de former des ions isoélectroniques de ces atomes, on préfère écrire les configurations électroniques dans l'ordre réel des niveaux d'énergie, ce qui revient souvent à inverser les orbitales ns et (n-1)d de valence." Il y a donc bien une inversion ?

  6. #5
    curieuxdenature

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Citation Envoyé par blisax Voir le message
    Oui mais par exemple la configuration électronique du titane est [Ar] 3d^2 4s^2, la couche 3d est positionné avant la couche 4s, les deux couches sont inversés. Est ce que on écrit cela par convention ou ça a un sens physique ?
    Bonjour

    le numéro de l'orbitale correspond au nombre quantique n, ainsi 3 indique que c'est une couche plus profonde que la 4.
    Il n'y a donc pas d'inversion.
    Pour être plus précis, dans le Ca(20) on a la configuration [Ar] 3d^0 4s^2, elle est vide mais potentiellement elle existe comme le montre les niveaux d'énergies de chaque couche :
    Code:
    Ca
    Couche Occupation N  N*     Z*           Ecouche
    1s         2      1   1   19.692 4     5 276.111 13
    2s         2      2   2   18.030 0     1 105.727 47
    2p         6      2   2   15.930 0       863.153 82
    3s         2      3   3   10.707 6       173.323 88
    3p         6      3   3    8.607 6       112.005 22
    3d         0      3   3  
    4s         2      4 3.7    2.739 7         7.459 88
    il y a un gros écart entre 112 eV et 7.459 eV en attente d'être comblé.
    C'est ce que fait l'électron suivant quand il arrive dans le Sc(21) :
    Code:
    Sc
    Couche Occupation N  N*     Z*           Ecouche
    1s         2      1   1   20.692 4     5 825.571 77
    2s         2      2   2   19.030 0     1 231.783 59
    2p         6      2   2   16.930 0       974.923 98
    3s         2      3   3   11.707 6       207.209 69
    3p         6      3   3    9.607 6       139.541 74
    3d         1      3   3    3.000 0        13.605 57
    4s         2      4 3.7    2.876 0         8.220 08
    L'electronique, c'est fantastique.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    blisax

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Merci beaucoup pour ta réponse très précise mais il reste néanmoins une part d'ombre pour moi. La configuration électronique de l'or est [Xe] 4f14 5d10 6s1, or quand je suit la règle de Klechkowski je trouve la configuration électronique suivante [Xe] 6s1 4f14 5d10, les sous couches ne sont pas dans le même ordre, pourquoi la 6S est après la 5d alors que selon la règle de Klechkowski c'est l'inverse ?

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  10. #7
    Kemiste

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Bonjour,

    L'or ne respecte pas la règle de Klechkowski car la couche 6s devrait être remplie avant la couche 4f donc selon cette règle on devrait avoir [Xe] 6s2 4f14 5d9. On ne peut pas trouver la configuration [Xe] 6s1 4f14 5d10 selon cette règle.

    Concernant les 2 configurations que tu donnes c'est la même chose, la seule différence c'est la façon de les écrire. L'ordre dans lequel sont écrits les sous couches ne correspondent pas forcement à l'ordre de remplissage. On peut remplir les sous couches selon la règle de Klechkowski mais écrire les sous couches avec n croissant pour mieux faire apparaître les électrons de valence par exemple.

  11. #8
    curieuxdenature

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Citation Envoyé par blisax Voir le message
    pourquoi la 6S est après la 5d alors que selon la règle de Klechkowski c'est l'inverse ?
    Bonjour

    on a déjà donné la réponse, [Xe] 4f14 5d10 6s1 donne l'ordre énergétique des couches alors que [Xe] 6s1 4f14 5d10 donne l'ordre de remplissage par rapport à l'atome précédent du tableau de Mendeleiev.
    Meme topo que pour ton exemple précédent :
    Code:
    Au 79
    Couche Occupation N  N*     Z*           Ecouche
    1s         2      1   1   78.692 4    84 252.966 90
    2s         2      2   2   77.030 0    20 182.707 48
    2p         6      2   2   74.930 0    19 097.261 52
    3s         2      3   3   69.707 6     7 345.770 79
    3p         6      3   3   67.607 6     6 909.842 53
    3d        10      3   3   57.850 0     5 059.223 19
    4s         2      4 3.7   53.101 9     2 802.440 87
    4p         6      4 3.7   51.001 9     2 585.169 68
    4d        10      4 3.7   39.850 0     1 578.239 20
    4f        14      4 3.7   28.450 0       804.416 03
    5s         2      5   4   23.450 0       467.611 66
    5p         6      5   4   21.350 0       387.610 38
    5d        10      5   4    7.850 0        52.400 92
    5f         0      5   4  
    5g         0      5   4  
    6s         1      6 4.2    3.350 0         8.655 87
    le platine a 9 électrons sur sa couche 5d et l'or en a 10 alors que tous deux ont 1 électron sur leur couche 6s.
    L'electronique, c'est fantastique.

  12. #9
    blisax

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Merci beaucoup pour vos réponses
    Il me reste cependant une petite question concernant l'or, si j'ai bien compris la couche 5d reçoit un électron pour passer en 5d10 et être plus stable, et cette électron provient de la couche 6s même si elle a une énergie inférieur a 5d ?

  13. #10
    curieuxdenature

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Je voudrais ajouter que l'ordre de remplissage selon Klechkowski n'a d'interet qu'en passant d'un atome à l'autre mais n'a pas d'incidence sur les propriétés d'un atome en particulier.
    Quand on ionise l'or, il va perdre ses électrons selon l'ordre énergétique des couches qui le compose.
    L'electronique, c'est fantastique.

  14. #11
    curieuxdenature

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Citation Envoyé par blisax Voir le message
    Merci beaucoup pour vos réponses
    Il me reste cependant une petite question concernant l'or, si j'ai bien compris la couche 5d reçoit un électron pour passer en 5d10 et être plus stable, et cette électron provient de la couche 6s même si elle a une énergie inférieur a 5d ?
    pas pour l'or mais pour l'iridium.

    Sa configuration est 5d7 6s2
    avec un proton en plus, le platine passe à 5d9 6s1
    ce dernier gagne un électron en comblant 5d7->5d8 et un électron de sa couche 6s2 retombe en 5d8->5d9
    ce qui donne pour le platine un ordre énergétique 5d9 6s1

    La config 5d8 n'existe pas dans un atome stable.
    L'electronique, c'est fantastique.

  15. #12
    blisax

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Merci encore, je comprend mieux a présent.

  16. Publicité
  17. #13
    Zonixprepa

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Selon quel principe se fait l'inversion énergétique des orbitales atomiques

  18. #14
    JPL

    Re : Inversion des sous couches électroniques

    Rappel de la charte du forum :

    La courtoisie est de rigueur sur ce forum : pour une demande de renseignements bonjour et merci devraient être des automatismes.
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