Configuration électronique d'un élément

La configuration électronique d’un élément chimique est une représentation de ses électrons dans l’atome . À première vue, cela peut sembler très complexe, mais grâce aux études de nombreux esprits brillants, c’est aujourd’hui une tâche très facile à réaliser. Même dans le tableau périodique, vous pouvez trouver ces informations sans trop d’efforts.

De plus, il existe des règles et des étapes de base qui peuvent être suivies pour pouvoir obtenir vous-même la configuration électronique d’un élément , et ici nous vous apprenons tout, du concept de base aux règles que vous devez suivre pour résoudre tout exercice de celui-ci. taper.

Qu’est-ce que la configuration électronique ?

La manière dont les électrons sont localisés dans l’atome , compte tenu des orbitales atomiques, est connue sous le nom de configuration électronique. Elle peut être définie comme une représentation systématique, qui nous indique l’emplacement de chaque électron dans les différents niveaux, mieux connus sous le nom de niveaux et sous-niveaux.

La configuration électronique est ordonnée, suivant un ensemble de règles que nous verrons plus tard, où l’on peut observer comment chaque orbitale se remplit de manière croissante par rapport à la quantité d’énergie . Nous ne pouvons pas laisser de côté le concept d’orbitales, qui sont les endroits situés autour du noyau de chaque atome, et en règle générale, il est très probable que l’on trouve des électrons, plus que partout ailleurs.

Certains auteurs définissent la configuration électronique d’un élément comme la manière dont les électrons sont distribués , considérant que le modèle quantique enseigne que cette configuration place les électrons à différents niveaux.

A quoi sert la configuration électronique ?

L’utilisation de la configuration électronique d’un élément chimique peut varier, cependant, le plus important est qu’elle nous permet de connaître la réactivité de chaque élément . Autrement dit, la configuration électronique nous aide à connaître la capacité d’un élément chimique à se combiner avec un autre élément.

C’est ainsi que se créent un grand nombre de composés, puisque l’on peut connaître le nombre d’électrons qu’un élément chimique peut céder pour ne faire qu’un avec un deuxième élément.

Théoriquement, cette configuration nous permet de déterminer la position qu’occupe chaque élément dans le tableau périodique. C’est un moyen d’ en apprendre davantage sur les caractéristiques de chaque élément et ses propriétés , ce qui, de manière générale, nous aide à en apprendre davantage sur les phénomènes physiques, chimiques et naturels de la vie.

Quelles sont les 4 règles de configuration électronique ?

Selon les auteurs, les étapes varient pour pouvoir réaliser une configuration électronique. Ici je vous apprends 4 règles de base ( Pauli, Hund, Aubau, Moller ), et 4 étapes qu’il faut suivre pour connaître la configuration électronique d’un élément.

Les 4 règles concernent le remplissage orbitaire :

Principe d’exclusion de Pauli : il est impossible que 2 électrons aient 4 nombres quantiques identiques dans un atome. Vous ne pouvez avoir le même ensemble que si les électrons ont des spins différents. Son auteur était Wolfgang Ernst Pauli il y a plus de 90 ans, en 1925.
Règle de Hund : elle nous enseigne que lorsque nous remplissons des orbitales, les spins de chaque électron restent impaires. Cela permet, lors de la distribution, que le spin maximum soit celui qui en résulte. Son auteur était Friedrich Hund, en 1927, peu après Pauli.
Principe de l’Aufbau : le remplissage des orbitales doit commencer par celles qui ont le moins d’énergie.
Règle de Moller : pour réaliser la configuration électronique d’un élément, il faut d’abord ordonner les niveaux d’énergie, définir les sous-niveaux puis répartir les électrons. Il suggère de suivre un schéma que nous partageons ci-dessous.

Quant aux 4 règles de base pour écrire une configuration électronique, nous avons les suivantes :

La valeur des électrons est égale au numéro atomique de l’élément . Cette valeur est la première que vous devez connaître pour effectuer la distribution.
Pour représenter la configuration électronique , les niveaux d’énergie (1, 2, 3…) et les sous-niveaux (s,p,d,f) sont considérés .
Les électrons sont distribués dans chaque sous-niveau.
Le montant maximum qu’ils peuvent supporter doit être respecté selon les théories et le diagramme de Linus Pauling, également connu sous le nom de règle des diagonales.

Si vous considérez ces étapes, vous pourrez vérifier que le résultat de votre distribution électronique sera identique à celui officiellement suggéré pour chaque élément chimique du tableau périodique.

Qu’est-ce que le diagramme de Linus Pauling ?

C’est un schéma qui nous aide à définir la configuration électronique d’un élément dans ses différents sous-niveaux. Il reçoit ce nom parce qu’il a été créé par Carl Pauling. Les sous-niveaux sont représentés par les lettres suivantes :

S signifie affilié.
P signifie principal.
D signifie diffus.
F signifie fondamental.

Il existe d’autres lettres qui peuvent théoriquement être utilisées, cependant, aucun atome n’a été découvert atteignant ce niveau d’électrons. Ces lettres sont : g, h, i. Chacun de ces sous-niveaux supporte un nombre spécifique d’électrons, où :

S : 2.
p : 6.
j : 10.
f : 14.
g:18.
heures : 22.
moi : 26.

Le diagramme est divisé en couches qui reçoivent les noms suivants, et permet d’identifier et d’effectuer la distribution de manière très ordonnée :

K : composé des sous-niveaux s.
L : composé des sous-niveaux s et p.
M : composé de s, p et d.
N : composé de s, p, d, f.
O : comprend les sous-niveaux s, p, d, f, g.
P : composé de s, p, d, d, g, h.
Q : est composé de s, p, d, f, g, h, i.

Quant à son créateur, il faut dire qu’il était un ingénieur chimiste très reconnu, également spécialiste en biochimie. En 1954, il reçut le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur les liaisons chimiques. Ce schéma est un exemple de ses connaissances, tandis que son parcours est un exemple de la fiabilité de ce schéma pour réaliser des configurations électroniques.

Comment la configuration électronique est-elle déterminée ?

Dans le diagramme précédent, vous pouvez voir des flèches qui indiquent l’ordre dans lequel chaque sous-niveau doit être utilisé, et son exposant indique le nombre maximum d’électrons pouvant y être placés. Ainsi, pour déterminer la configuration électronique d’un atome, utilisez simplement le diagramme de Linus .

Par exemple, nous avons que la configuration électronique de l’Hydrogène est 1S ¹ , puisque selon le schéma nous commençons par ledit sous-niveau. Et on ne continue pas à en ajouter car cet élément n’a qu’un seul électron selon son numéro atomique (c’est celui qui est élevé). C’est précisément pour cette raison que nous ne plaçons pas 1S ² tel qu’il est dans le diagramme.

Dans le cas de l’hélium, la configuration est 1S ² , car il possède 2 électrons. Mais, par exemple, le calcium, qui possède 20 électrons selon son numéro atomique, n’est pas aussi simple que de dire 1S ²⁰ , car comme l’indiquent les règles et le diagramme, le nombre maximum d’électrons que ce sous-niveau peut supporter est de 2.

Donc, en suivant l’ordre, nous écrivons 1S ² , ce qui symbolise que nous avons distribué 2 des 20 électrons, mais qu’il nous reste encore 18 électrons à distribuer. On passe donc au sous-niveau suivant en suivant l’ordre de la flèche dans le schéma jusqu’à compléter les 20. Le résultat est le suivant : 1s ² , 2s ² , 2p ⁶ , 3s ² , 3p ⁶ , 4s ² . Si vous additionnez tous les exposants qui symbolisent les électrons, vous pouvez voir comment leur total fait 20.