CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Optique, 1 re année, MPSI-PCSI-PTSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
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Par définition :
Eatt 1 = E(M – ) – E(M)
Classification périodique des éléments
• Si Eatt 1 < 0, soit E(M – ) < E(M),
l’anion isolé est plus stable que l’atome
isolé.
• Si Eatt 1 > 0, soit E(M – ) > E(M),
l’anion isolé est moins stable que l’atome
isolé.
Une définition thermodynamique plus
précise sera donnée au chapitre 15 § 8. 1. 2.
Doc. 34 Énergies de premier attachement
électronique E att1
(kJ . mol –1 ) des atomes en fonction
de leur numéro atomique.
He : 1s 2
Ne : 1s 2 2s 2 2p 6
Ar : [Ne] 3s 2 3p 6
Kr : [Ar] 3d 10 4s 2 4p 6
Xe : [Kr] 4d 10 5s 2 5p 6
Be, Mg, Ca, Sr, Ba : [gaz noble] ns 2
Zn : [Ar] 3d 10 4s 2
Cd : [Kr] 4d 10 5s 2
Doc. 35 Configurations électroniques
des atomes dont l’énergie de
premier attachement électronique est
positive.
a)
b)
N – 2p 4
N2p 3
C2p 2
C – 2p 3
Doc. 36 Lors de la fixation d’un
électron, la stabilisation particulière
due à la sous couche 2p à demi remplie
est perdue par l’atome d’azote
(1s 2 2s 2 p 3 ) (a) et gagnée par celui de
carbone (1s 2 2s 2 2p 2 ) (b) : cette fixation
libère de l’énergie pour le carbone.
On définit également l’affinité électronique A.E. qui correspond à l’énergie mise
en jeu dans le processus inverse de celui d’attachement d’un électron :
200
0
– 200
M – (g) M(g) +e – A.E.
L’affinité électronique est égale à l’énergie nécessaire pour arracher un
électron à l’anion M – gazeux.
A.E. = – E att 1
E att 1 (kJ . mol –1 )
He Be N Ne
H Li
C O
F
Mg
Na
Al
P
Si
S
Ar
Cl
Ca
K
Mn Zn
L’évolution de la première énergie d’attachement électronique dans la classification
périodique est plus difficile à interpréter que celle de l’énergie de première
ionisation.
■ On peut constater sur le document 34 que les éléments hélium, béryllium, néon,
magnésium, argon, calcium, zinc, krypton ont des énergies de premier attachement
électronique positives ou nulles. Toutes les sous-couches des atomes de ces éléments
sont saturées (doc. 35). L’électron supplémentaire doit alors se placer sur un
niveau d’énergie supérieure, de sorte que l’anion formé sera moins stable que
l’atome correspondant.
■ L’énergie de premier attachement électronique des éléments du bloc p devient
de plus en plus négative lorsqu’on passe de la treizième à la dix-septième colonne :
cette diminution est due à la diminution de l’énergie des niveaux np correspondants.
■ Les éléments dont les énergies de premier attachement électronique sont les
plus négatives sont les halogènes. En effet, en captant un électron, ils acquièrent la
structure électronique particulièrement stable du gaz noble qui les suit.
Une irrégularité dans le sens global d’évolution peut être observée entre les colonnes
14 et 15. Elle est due à la stabilisation particulière des sous-couches à demi
remplies (doc. 36).
Pour s’entraîner : ex. 18
5.2.2. Attachements électroniques successifs
D’autres électrons peuvent, éventuellement, être ensuite captés par l’anion M –
obtenu lors du premier attachement électronique :
M – (g) +e – M 2– (g) E att 2 = E(M 2– ) – E(M – )
M 2– (g) +e – M 3– (g) E att 3 = E(M 3– ) – E(M 2– )
Ge
Se
As
Kr
Br
Rb
Sr
Cd
Te
Xe Ba
I
Cs
Z