Chapitre 1
Chapitre 1
Chapitre 1
Chapitre I
Structure électronique de
l’atome et classification
périodique des éléments
Dr Asma Lehleh
2023-2024
Table de matières :
d) Electronégativité ( χ ) : ................................................................................................. 19
I. Histoire de l’atome :
I.1 Naissance de l'atome:
• Le mot "atome" vient du grec "a-tomos" et signifie "insécable". Cette notion fut
inventée par Leucippe de Milet en 420 avant J.C.
• Son disciple, Démocrite d'Abdère (vers 460-370 av. J.-C.), expliquait que la matière
était constituée de corpuscules en perpétuel mouvement et dotés de qualités idéales;
Ces corpuscules étaient:
ayant une infinité de formes (pour expliquer la diversité observée dans la nature)
Il imagine l'atome comme une sphère remplie d'une substance électriquement positive et
fourrée d'électrons négatifs "comme des raisins dans un cake".
• Son nouveau modèle d'atome montre que sa charge électrique positive, ainsi que
l'essentiel de sa masse, est concentrée en un noyau quasi-ponctuel.
• Les électrons de l'atome se déplacent autour de ce noyau tels des planètes autour du
soleil, et la force électrique attractive (la charge - de l'électron attirant la charge + du
noyau) joue le rôle de la force de gravitation pour les planètes; d'où le nom de modèle
d'atome planétaire.
• A noter que contrairement à l'atome des Grecs, celui de Rutherford n'est ni indivisible
(puisque composite), ni plein puisqu'il contient essentiellement du vide: La distance
noyau-électrons est 100.000 fois plus grande que le diamètre du noyau lui même
(diamètre du noyau = 10-15 mètre = 1 Fermi).
Bohr postule que les électrons ne peuvent tourner que sur certaines orbites circulaires
appelées états stationnaires.
À chaque orbite correspond un niveau d’énergie E.
Il y a émission d’un rayonnement seulement si un électron passe d’une orbite permise
d’énergie E1 à une autre orbite d’énergie inférieure E0.
La fréquence n du rayonnement est donné par h ν = E1-E0
En étudiant plus profondément l’atome et ses électrons on s’est rendu compte que
l’organisation n’était pas aussi simple: dans les couches il y aurait des sous-couches, les
trajectoires des électrons ne seraient pas si circulaires que ça…Ainsi est né la mécanique
quantique.
Les expériences de diffraction montrent que l'électron possède les caractéristiques d'une onde.
Le caractère ondulatoire de l’électron se décrit par une fonction d'onde Y obtenue à partir de
l’équation de Schrödinger: H ψ =E ψ
Chaque électron se situant sur chaque couche a une énergie bien spécifique.
La sous-couche électronique est généralement désignée par une lettre minuscule au lieu de la
valeur numérique de l .
Valeur de l 0 1 2 3 4 5
- une flèche vers le haut () pour s = +1/2 ou vers le bas () pour s=-1/2.
L'habitude veut que l'électron de spin + 1/2 ( ) soit placé à gauche et l'électron de spin
-1/2 ( ) à droite.
Notation des
n l m O.A
Energie
1 0 0 1s -13,6 Z2
0 0 2s
2→ -1 2px
4 OA de même
0 2pz -13,6 Z2/4
énergie
1
(4 OA dégénérées)
1 2py
0 0 3s
-1 3px
1 0 3pz
3→ 1 3py
9 OA de même
-2 3dxy -13,6 Z2/9
énergie
(9 OA dégénérées) -1 3dyz
2 0 3dz2
1 3dxz
2 3dx2-y2
a) Orbitales « s » :
Toutes les orbitales s (ns) ; sont de symétrie sphérique car la probabilité de présence de
l'électron varient de la même façon dans toutes les directions autour du noyau
b) Orbitales « p » :
Pour l = 1 ⇒ m = -1 , 0 ou 1 ⇒ 3 orbitales p
On parle des orbitales px , py et pz ayant la même forme, mais chacune est allongée sur une
des trois axes perpendiculaires.
Une orbitale p possède un "plan nodal", dans lequel la probabilité de trouver l'électron est
nulle. Ce plan passe par le noyau.
Px Py Pz
Les O.A. p qui possèdent la même energie sont représentés par trois cases quantiques
c) Orbitales d
5 orbitales centrosymétriques
On cherche à placer Z électrons (atome neutre) sur les différents niveaux, Écriture de la
configuration électronique.
Ce remplissage des orbitales atomiques s'effectue à l'aide des trois règles suivant:
- Règle de KLECHKOWSKY.
- Règle de PAULI.
- Règle de HUND.
• Deux électrons dans une même orbitale atomique doivent différer par le nombre
quantique de spin, qui ne peut prendre que deux valeurs, S = ½.
• Une orbitale atomique ne peut contenir «au maximum que 2 électrons qui dans ce
a) Rayon atomique r :
On peut définir le rayon atomique comme étant la moitié de la distance entre les centres des
deux atomes liés par une liaison simple.
L'affinité électronique d'un atome X est l'énergie dégagée lorsque cet atome capte un électron.
d) Electronégativité ( χ ) :
C'est le pouvoir d'attirer un électron par un élément. Un élément qui perd facilement un ou
plusieurs électrons est dit électropositif.