Dans l’atome, les électrons (notés e−) se répartissent en couches électroniques (n = 1, 2…), qui sont elles-mêmes constituées de sous-couches (s, p, d…). Chaque sous-couche ne peut contenir qu’un nombre limité d’électrons :
Quand une sous-couche est pleine ou saturée, les électrons restants occupent la couche suivante. Pour un atome dans son état fondamental (état le plus stable), les sous-couches se remplissent dans un ordre bien déterminé. Jusqu’à 18 électrons cet ordre est :
Combien d’électrons peut contenir une couche
s ? une couche p
?|<ul><li>2 pour une couche s</li><li>6 pour une couche p</li></ul>
1s ⟶ 2s ⟶ 2p ⟶ 3s ⟶ 3p
La couche dans laquelle on a placé le dernier électron est appelée couche de valence. Elle contient les électrons de valence, disponibles pour interagir avec d’autres entités chimiques.
Ordre de remplissage des sous-couches électroniques|1s ⟶ 2s ⟶ 2p ⟶ 3s ⟶ 3p
Qu’est-ce que la couche de valence ?|La couche dans laquelle a été placé le dernier électron
Donner la configuration électronique (ou structure électronique) d’un atome c’est donner la répartition des électrons sur les différentes sous-couches.
Exemples :
1️⃣ Faire de même pour l’atome de chlore Cℓ et l’ion sulfure S2−.
Exercices 1 p. 75 ; 4, 5, 6 et 7 p. 78
2️⃣ Questions sur le documentaire de Mendeleïev
Les éléments chimiques sont rangés en ligne et en colonnes, par numéros atomiques Z croissants, de façon à ce que les éléments ayant des propriétés chimiques voisines soient placés dans une même colonne.
Les éléments chimiques dont les atomes ont le même nombre d’électrons de valence sont disposés dans une même colonne (à l’exception de l’hélium) : ils ont des propriétés chimiques similaires et constituent une famille d’éléments.
Les gaz nobles (He, Ne, Ar…) sont les éléments de la dernière colonne. Ils sont très peu réactifs. Ceci est dû à leur couche de valence qui a la particularité d’être pleine ou saturée.
Comment est organisé la classification
périodique des
éléments ?|<ul><li>par numéro atomique croissant</li><li>même colonne = même nombre d'électrons de valence</li></ul>
ex 8, 9 p. 78 ex 10, 11, 12, 13 p. 79
Au cours des transformations chimiques, les atomes ont tendance à acquérir une structure électronique analogue à celle du gaz noble le plus proche dans la classification périodique.
C’est-à-dire :
Pour obtenir une telle structure, ils peuvent :
3️⃣ activité 3 p. 68
Quand est-ce qu’un élément est stable ?|Quand il a la structure électronique du gaz noble le plus proche.
4️⃣ Quel ion va former l’atome de magnésium Mg ? Donner sa structure électronique. Idem pour Na.
En perdant 1 ou 2 électrons pour acquérir une structure électronique externe en duet ou en octet, un atome A donne un cation A+ ou A2+.
5️⃣ Quel ion va former l’atome de fluor F ? Donner sa structure électronique. Idem pour le soufre S.
En gagnant 1 ou 2 électrons pour acquérir une structure électronique externe en duet ou en octet, un atome A donne un anion A− ou A2−
Le schéma de Lewis d’un atome permet de représenter la structure électronique externe d’un atome.
Exemples de formules de Lewis pour quelques atomes fréquemment rencontrés :
| Atome | Numéro atomique | Configuration électronique | Schéma de Lewis | Nombre d’électrons célibataires | Nombre de doublets non-liants |
| H | 1 | 1s1 | \(\overset{\cdot}{\mathrm{H}}\) | 1 | 0 |
| C | 6 | 1s22s22p2 | \(·\overset{\cdot}{\underset{\cdot}{\mathrm{C}}}·\) | 4 | 2 |
| O | 8 | 1s22s22p4 | \(·\overline{\underline{\mathrm{O}}}·\) | 2 | 2 |
| N | 7 | 1s22s22p3 | \(·\overline{\underset{\cdot}{\mathrm{N}}}·\) | 3 | 1 |
| F | 9 | 1s22s22p5 | \(|\,\overline{\underline{\mathrm{F}}}·\) | 1 | 3 |
Le schéma de Lewis d’une molécule s’établit en assemblant les schémas de Lewis des atomes.
Quand 2 atomes mettent en commun 2 électrons célibataires, on dit qu’ils sont liés par une
liaison covalente qu’on représente par un
tiret.
Les électrons de valence qui ne participent
pas à des liaisons s’associent par 2 et constituent un
doublet non-liant qu’on représente également par
des tirets.
Certains atomes mettent en commun 2 ou 3 doublets d’électrons dans une liaison covalente. On
parle alors de liaison multiple (double, triple…).
| Nom | Dihydrogène | Chlorure d’hydrogène | Eau | Ammoniac | Méthane | Dioxygène | Diazote | Dioxyde de carbone |
| Formule brute | H2 | HCℓ | H2O | NH3 | CH4 | O2 | N2 | CO2 |
| Schéma de Lewis |
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