Bonsoir,
J'ai une toute petite question :
Prenons deux exemples : Le Chrome (Cr) et le Zinc (Zn)
Cr : [Ar] 4s1 3d5 (à la base c'est du 4s2 3d4 mais défaut de stabilité)
Zn : [Ar] 4s2 3d10
Cr est un élément de transition tandis que Zn ne l'est pas. Ma question est : Si on veut trouver par exemple EI(Zn -> Zn3+) ou EI(Cr -> Cr3+), on retire les électrons de quelle couche sachant que la couche 3d se remplit après 4s (Est-ce vrai dans tous les cas ?) ?
Merci beaucoup !
Bonsoir,
l'ion zinc c est zn2+, zn3+ n'existe pas et ce seront les électrons de la couches 4s qui seront retiré, cependant le chrome est un cas particulier donc je ne sais pas pour ce cas là dsl.
La couche 3d a une énergie légèrement plus haute que la couche 4s pour des atomes neutres, mais ce n'est plus le cas pour les ions positifs, où la couche 3d repasse en dessous de la couche 4s, et c'est cette dernière qui se vide en premier. Idem au niveau suivant où 5s se vide avant 4d...
Cr2+ : [Ar] 3d4; Pd2+ :[Kr] 4d8, etc.
Merci pour ta réponse on ne peut plus claire !
Le fait que ce soit un élément de transition ou non n'a donc aucune espèce d'importance dans cette question-là.
Quelqu'un va me dire qu'il y a des exceptions mais il me semble que en général :
On remplit dans cet ordre : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d10 4f14 6p6
On voit que en gras certaines couchent n viennent avant
MAIS quand un éléctron quitte l'atome dans ce cas on prend on considération la dernière couche donc le plus grand n.
Et oui :
d4s2 devient d5s1
d9s2 devient d10s1
d aime être à 5 et à 10. Mais si un connaisseur passe par là je serais curieux de savoir si ce n'est qu'avec d car je n'ai rencontré que ce cas de figure !(si ça ne gene pas chimiste14 que je pose la question)
Ne sachant pas résoudre facilement l'équation de schrodinger (sauf dans le cas le plus simple des atomes à un seul électron : hydrogène ou hydrogenoide), les chimistes ont développé au cours du temps un certain nombre de règles empiriques de plus en plus précises.
Au premier ordre , les niveaux d'énergie d'un hydrogènoide ne dépendent que du nombre quantique principal. les niveaux s, p, d ont la même énergie.
Au second ordre, il faut prendre en compte les interactions entre électrons. Un modèle empirique a été développé par Slater dans les années 30, qui consiste à estimer pour chaque électron la charge effective qu'il subit du noyau, compte tenu des électrons qui sont sur la même couche ou des couches inférieures.
Ce modèle retrouve l'étagement selon le nombre quantique, c'est à dire que l'ordre est f>d>p>s. On trouve également que pour les atomes neutres, la couche d s'intercale entre les couche s et p immédiatement supérieures et idem pour f et d. (On retrouve ainsi la règle de kieslowski 4S, 3d, 3p, 5s, 4d, 4p....) mais que, pour des ions positifs, les niveaux d restent en dessous du s du niveau supérieur (c'était la question de chimiste14 : L'ordre pour ces ions positifs reste alors 3d<4s et 4d<5s).
On s'est ensuite aperçu que certaines atomes ne respectaient pas complétement ces règles de remplissage. L'explication vient des interactions entre spins électroniques. Deux électrons qui sont sur le même niveau quantique (mêmes trois premiers nombres) ont nécessairement des spins opposés, et cette configuration est un peu moins favorable que l'état où ils seraient avec des spins parallèles sur des niveaux différents.
Cet effet est faible, mais il est suffisant pour faire basculer, par exemple, le chrome de l'état 3d4 4s2 (où il y aurait 2 électrons opposés sur la couche s, vers l'état 3d5 4s1, où chaque niveau ne contient qu'un seul électron.
On peut retrouver ces configurations avec une nouvelle règle empirique : la règle de Hund, qui exprime la préférence pour les couches d remplies à moitié ou complètement. Cela explique notamment le Chrome, le Cuivre puis, dans la couche 4d, le Molybdène, le Palladium ou l'Argent.
Mais cette règle connait elle aussi des exceptions, qui sont de plus en plus nombreuses quand on arrive aux couches f. Il ne reste plus qu'à les apprendre par coeur, si on a le courage... (ou plus simplement trouver des tables).
