Comment les électrons se répartissent en couches autour du noyau?

[evrardo]

Bonjour,

Comment les électrons sont répartis en 7 couches autour du noyau.
Est ce parce que ces électrons n'ont pas les mêmes caractéristiques selon les couches où ils se trouvent?

Merci pour vos explications.
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[Pfhoryan]

Bonjour,

Ils ne se répartissent pas en "couches" mais occupent des orbitales. Ces orbitales correspondent à des niveaux d'énergie différents.

[invite8865c38b]

Lorsque l'on regarde la probabilité de présence des electrons la notion de "couches" se justifie!
Comme vous l'avez supposé, en effet deux electrons situées sur deux couches différentes n'auront pas "les mêmes caractéristiques".

Pour l'atome d'hydrogène par exemple, chaque couche est identifié à un numéro n. (On a donc pour la première couche n=1, pour la seconde n=2, etc.)
Chaque couche n correspond à une valeur de l'energie E(n) avec E(n)=-13.6/n²
Donc deux éléctrons de deux couches différentes auront une énergie différentes. C'est donc tout bon puisque que deux électrons ne doivent pas avoir les "memes caractéristiques" (on dit que deux électrons ne doivent pas être dans le même état).


Mais maintenant combien peut-on mettre d'électrons dans une couche n? 1 seul? Pluisieurs?
Si on peut en mettre un seul c'est très simple on empile les électrons dans les couches n et pour n electrons on aura n couches occupées.
Si on peut en mettre une infinité c'est très simple également, on met tous les électrons d'un atome dans une seule couche (celle qui est de plus basse energie (la couche 1)).

Tu remarqueras que dans la formule que j'ai donnée, l'energie dépend exclusivement du numéro de la couche n. En particulier, l'énergie ne dépend pas du (fameux) spin de l'électron. (le spin qui peut être haut ou bas) On dit qu'il y a dégénérescence car plusieurs états différents (ici deux valeurs de spins différentes) donnent la même énergie.

Retour à nos couches!
Après quelques calculs et avec quelques notions de mécanique quantique on s’aperçoit qu'une couche n contient 2*n² états différents.
Chaque couche n peut donc contenir au plus 2*n² électrons. C'est la première étape pour comprendre comment vont se répartir les électrons dans les couches.v(La seconde et dernière étape s'appelle la règle de Klechkovski)