Ordre de remplissage des sous-couches électroniques

[invite426e9218]

Bonjour à tous,

Lorsque l'on distribue les électrons dans les ss-couches électroniques, on les classes dans l'ordre selon le principe d'Aufbau (règle de Klechkowski).

Par exmple, pour l'azote, on marquera N: 1s² 2s² 2p³. J'ai parfaitement compris le principe d'Aufbau et comment distribuer les e^-, mais cependant, je ne comprends pas tellement la règle suivante que j'ai noté à la va-vite sur mes feuilles de cours. Cette règle est la suivante :

Pour l'exemple de l'azote, on notera N: 2p³, où 2=n, p représente l'orbitale p=1, et le 3 représente le nb d'électrons présents dans la ss-couche (ça j'ai compris).

Cela voudrais dire que l'on note n - orbitale - ^{nombre d'électrons} ? Le fait que le premier nombre soit n me semble bizarre, bien que cela coïncide avec certains atomes... est-ce juste ou ai-je mal compris les explications du prof ?

Merci d'avance ! ^^
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[Resartus]

Bonjour,
Si j'ai bien compris, vous vous demandez pourquoi on met les nombres d'électrons en exposant. Je ne suis pas sûr de l'historique, mais
il faut considérer 3p ou 4d globalement, comme une étiquette de niveau, et le n est en tête parce que c'est le nombre quantique "principal" (le premier à être identifié, d'abord pour l'atome d'hydrogène)

Cela peut d'ailleurs être plus compliqué : par exemple, en spectroscope, il peut y avoir aussi des indices en bas à droite, ou en haut à gauche.

A partir de là, si on avait voulu écrire le nombre d'électrons comme multiplicateur, il aurait fallu, pour éviter l'ambiguïté, mettre des parenthèses
2(2s) 3(3p). Les mettre en exposant évite cela .

On peut penser par exemple à la décomposition d'un polynôme : X^n.Y^m veut dire que le terme X apparait n fois, Y m, etc.
Ou alors la décomposition d'un entier en nombres premiers...

[moco]

Pour désigner un électron, on utilise un système à deux caractères : un chiffre, et une lettre. S'il y a plusieurs électrons ayant même code de chiffre et de lettre, on décrit ces électrons en adjoignant un 3ème caractère qui est un exposant numérique.
Le premier caractère, qui ici est soit 1 soit 2, désigne le numéro n de la couche électronique où on trouve des électrons, en comptant depuis le noyau. Ce numéro n est aussi appelé premier nombre quantique.
Le deuxième caractère est une lettre, qui peut être s ou p (ou d, puis f dans d'autres atomes plus compliqués). C'est s si le 2ème nombre quantique vaut zéro. C'est p si le 2ème nombre quantique vaut un. Le troisième caractère est un indice supérieur, et il désigne le nombre d'électrons de l'atome qui se trouvent avoir les deux mêmes nombres quantiques.

Sur l'atome d'azote, il y a 2 électrons sur la première couche 1s. S'il n'y avait qu'un électrons sur cette couche, on l'appellerait 1s. Mais il y en a deux. Donc on désigne cette situation avec 1s2. Continuons. Il y a aussi 2 électrons sur l'orbite numéro 2 de type s. L'atome se désigne momentanément pas 1s² et 2s².
Déplus dans l'atome N, il y a 3 électrons dont le 2ème nombre quantique vaut 1, et qui sont donc sur une orbite 2p. On désigne donc l'atome d'azote : 1s² 2s² 2p³

L'atome de carbone, qui a un électron de moins, se désigne par : 1s² 2s² 2p²

Quant à l'atome d'oxygène, qui a un électron de plus que l'azote, mais où ce 4ème électron est toujours sur la couche 2p, il devient : 1s² 2s² 2p⁴

[invite426e9218]

Parfait ! Merci à vous deux ^^

Si je peux me le permettre, je repose une question ici sur la suite de ce cours...

Lorsqu'on classe les orbitales selon l'énergie on note par exemple : [Kr] 5s2 4d10 5p2 et selon les couches [Kr] 4d10 5s2 5p2. Donc selon les couches, on suit la règle "normale" du principe d'Aufbau, et selon l'énergie on note du plus petit n au plus grand, puis du plus petit l au plus grand. Juste...?

Merci encore à vous deux !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Resartus]

Bonjour,
Il y a toujours stricte correspondance entre l'ordre de remplissage pour l'état fondamental et l'ordre des niveaux d'énergie..

Mais il n'y aucune obligation d'écrire la formule dans un ordre précis, du moment que tous les électrons y sont. Et comme les niveaux sont de toutes façons assez proches dès qu'on arrive aux atomes de transition, cela deviendrait trop compliqué de changer l'ordre selon les exceptions à la règle de Kieslowski.

Tout ce qu'on fait habituellement c'est de mettre à gauche les électrons dont vous n'aurez plus à reparler (le gaz rare en dessous par exemple).
et à droite ceux sur lesquels vous voulez zoomer. Par exemple, si vous devez parler d'états d'ionisation du Fer, comme c'est la couche s qui se vide en premier dans Fe2+, vous la mettez à droite (bien qu'elle soit en dessous de la couche d dans la table périodique). Mais personne ne vous reprochera de faire l'inverse.

[invite426e9218]

Top ! merci beaucoup et bonne fin de weekend