CHIMIE

•La configuration électronique de l’atome
de titane :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2
peut s’écrire de façon simplifiée, en donnant
la configuration de valence selon
n croissant :
[Ar] 3d 2 4s 2
L’atome de titane possède quatre électrons
de valence.
•La configuration électronique de l’atome
de praséodyme :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2
4d 10 5p 6 6s 2 4f 3
peut s’écrire de façon simplifiée, en donnant
la configuration de valence selon
n croissant :
[Xe] 4f 3 6s 2
Cet atome possède cinq électrons de
valence.
Pour trouver la configuration de cœur,
on considère la configuration directement
issue de l’application de la règle
de Klechkowski et on y repère la souscouche
saturée np 6 de n le plus élevé.
L’atome de titane a pour configuration :
[Ar] 4s 2 3d 2
qui peut s’écrire [Ar] 3d 2 4s 2 .
L’ion Ti 2+ a pour configuration :
[Ar] 3d 2
(*) Cette ionisation permet de justifier
la réécriture des configurations de
valence dans l’ordre n croissant.
3.6 Électrons de cœur et électrons de valence
COURS
Pour un atome, les électrons dont l’énergie est la plus grande occupent les dernières
sous-couches remplies ; ce sont ceux qui sont les moins liés au noyau. Ces électrons
sont donc plus sensibles aux perturbations extérieures:ils sont appelés électrons
de valence. Ce sont les électrons de valence qui sont mis en jeu dans les
réactions chimiques.
Les autres électrons de l’atome sont appelés électrons de cœur : ils occupent les
sous-couches de plus basse énergie ; ce sont les électrons les plus liés au noyau.
Ainsi, pour l’atome de carbone de configuration 1s 2 2s 2 2p 2 , les électrons de valence
sont les électrons 2p et 2s (n =2) et les électrons de cœur sont les électrons 1s
(n =1).
Pour alléger l’écriture des configurations électroniques, on remplace la totalité ou
une partie des électrons de cœur par le symbole chimique du gaz noble qui possède
ce nombre d’électrons.
Ainsi, la configuration électronique de l’aluminium (Z =13) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
peut s’écrire de façon simplifiée [Ne] 3s 2 3p 1 puisque la configuration électronique
du néon dans son état fondamental s’écrit : 1s 2 2s 2 2p 6 .
La configuration 3s 2 3p 1 est appelée configuration électronique de valence.
3.7 Configuration électronique d’un ion
La configuration électronique d’un ion dans son état fondamental se déduit de la
configuration électronique d’un atome dans son état fondamental.
■ Pour obtenir un cation monoatomique à partir d’un atome, il faut arracher à cet
atome un ou plusieurs électrons. Les électrons de valence de la sous-couche d’énergie
la plus élevée sont les plus faciles à arracher. Leur départ conduit à l’ion correspondant
dans son état fondamental.
• L’atome de sodium (Z =11) a pour configuration dans son état fondamental :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
Pour obtenir l’ion sodium Na + dans son état fondamental, on arrache l’unique
électron de valence ; d’où la configuration de Na + dans son état fondamental :
1s 2 2s 2 2p 6
• L’atome de fer (Z =26) a pour configuration électronique dans son état
fondamental :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6
Un atome de fer a donc huit électrons de valence : six électrons 3d et deux
électrons 4s.
L’expérience montre que, lors de l’ionisation, ce sont les électrons 4s qui sont
arrachés en premier : l’ion fer (II) a donc pour configuration électronique dans
son état fondamental :
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6
Ce résultat est général :
Classification périodique des éléments
Les électrons de valence sont ceux dont le nombre quantique principal
est le plus élevé et ceux qui appartiennent à des sous-couches en cours de
remplissage.
Lorsque, dans un atome, la dernière sous-couche occupée est une sous-couche
(n – 1) d ou (n – 2) f , ce sont les électrons occupant la sous-couche ns qui
sont arrachés en premier lors de la formation des cations correspondants (*) .
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