Le cortège électronique

Le cortège électronique d’un atome définit ses propriétés chimiques.

Composition

Le cortège électronique est composé d’électrons. Ce sont des particules chargées négativement, de charge électrique élémentaire $-e=-1,6\times {10}^{-19}C$. Ils ont une masse de $9,11\times {10}^{-31}kg$.

Les électrons sont répartis dans des couches électroniques qui peuvent se découper en sous-couches.

Configuration électronique

La configuration électronique d’un atome est la répartition des électrons, sur les différentes couches et sous-couches, autour de son noyau. La configuration électronique peut parfois être appelée structure électronique.

En seconde on ne s’intéresse qu’aux configurations électroniques des éléments contenant jusqu’à 18 électrons. Jusqu’à 18 électrons, il y a 3 couches électroniques et 2 types de sous-couches électroniques.

On indique la couche électronique par un nombre entier positif (1, 2 et 3), la sous-couche électronique par une lettre (s et p).

Attention

Voici les informations importantes à retenir afin de déterminer la configuration électronique d’un atome :

• La première couche électronique 1, contient une sous-couche s, notée $1s$
• La deuxième couche électronique 2, contient 2 sous-couches s et p, notées $2s$ et $2p$
• La troisième couche électronique 3, contient 2 sous-couches s et p, notées $3s$ et $3p$
• Une sous-couche s peut contenir 2 électrons au maximum
• Une sous-couche p peut contenir 6 électrons au maximum
• Une sous-couche ne se remplit que lorsque la sous-couche précédente est pleine (saturée)
• Les sous-couches se remplissent selon l’ordre suivant : $1s\to 2s\to 2p\to 3s\to 3p$
• Le nombre d’électrons dans une sous-couche est indiqué par un chiffre en exposant sur la lettre de la sous-couche ($1s^2$ signigfie 2 électrons dans la sous-couche $1s$)

Voici quelques exemples de configurations électroniques :

• L’atome de sodium ${}_{11}Na$ possède 11 protons, donc 11 électrons. Sa configuration électronique est $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1$;
• L’atome de carbone ${}_{6}C$ possède 6 protons, donc 6 électrons. Sa configuration électronique est $1s^{2}2s^{2}2p^2$;

Exercice : Quelle est la configuration électronique de l’atome de bore ${}_{5}B$ ?

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L’atome de bore ${}_{5}B$ contient 5 protons, donc 5 électrons. Sa configuration électronique est $1s^{2}2s^{2}2p^1$.

Important

La dernière couche électronique est appelée couche de valence, et contient donc les électrons de valence. Ce sont les électrons de valence qui participent aux réactions chimiques.

Les autres couches sont appelées couches internes et contiennent les électrons de cœur des atomes.

Par exemple, l’atome d’azote ${}_{7}N$ possède 7 électrons. Sa configuration électronique est $1s^{2}2s^{2}2p^3$. La couche de valence est la deuxième couche électronique ($2s^{2}2p^3$). Il possède $2+3=5$ électrons de valence.

Exercice : Quelle est la couche de valence de l’atome d’aluminium ${}_{13}Al$ et combien d’électrons de valence possède-t-il ?

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L’atome d’aluminium ${}_{13}Al$ contient 13 électrons. Sa configuration électronique est $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^1$. La couche de valence est la troisième couche électronique ($3s^{2}3p^1$). Il possède $2+1=3$ électrons de valence.