Les électrons d’un atome se répartissent en couches et sous-couches. Cette répartition, la configuration électronique, explique l’organisation du tableau périodique et les propriétés chimiques des éléments.
Objectifs
- Écrire la configuration électronique d’un atome (Z ≤ 18) à l’état fondamental
- Déterminer le nombre d’électrons de valence
- Relier la configuration électronique à la position dans le tableau périodique
- Connaître les familles des alcalins, des halogènes et des gaz nobles
1. La configuration électronique
Les électrons occupent des couches numérotées n = 1, 2, 3… Chaque couche contient des sous-couches notées s et p. Une sous-couche s contient au plus 2 électrons, une sous-couche p au plus 6 électrons.
1s → 2s → 2p → 3s → 3p
On écrit le nombre d’électrons de chaque sous-couche en exposant. On remplit une sous-couche avant de passer à la suivante.
| Atome | Z | Configuration électronique |
|---|---|---|
| H | 1 | 1s1 |
| C | 6 | 1s2 2s2 2p2 |
| O | 8 | 1s2 2s2 2p4 |
| Ne | 10 | 1s2 2s2 2p6 |
| Na | 11 | 1s2 2s2 2p6 3s1 |
| Cl | 17 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 |
2. Les électrons de valence
Électrons de valence : Électrons de la couche la plus externe (numéro n le plus grand). Ce sont eux qui interviennent dans les transformations chimiques.
L’atome de chlore (Z = 17)
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
- Couche externe : n = 3, avec 3s2 3p5
Le chlore possède 2 + 5 = 7 électrons de valence.
3. Le tableau périodique
- Les éléments sont rangés par numéro atomique Z croissant.
- Une ligne (période) correspond au numéro n de la couche externe : les éléments de la 3e période ont leurs électrons de valence sur la couche n = 3.
- Le bloc s (colonnes 1 et 2) regroupe les éléments dont la dernière sous-couche remplie est s ; le bloc p (colonnes 13 à 18) ceux dont la dernière sous-couche remplie est p.
- Les éléments d’une même colonne ont le même nombre d’électrons de valence (sauf l’hélium) : 1 pour la colonne 1, 2 pour la colonne 2, 3 à 8 pour les colonnes 13 à 18.
Placer le soufre (Z = 16)
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
- Couche externe n = 3 : 3e période.
- Dernière sous-couche p avec 4 électrons : bloc p, 2 + 4 = 6 électrons de valence.
Le soufre est dans la 3e période, colonne 16.
4. Les familles chimiques
Les éléments d’une même colonne ont des propriétés chimiques voisines : ils forment une famille chimique.
| Famille | Colonne | Exemples | Électrons de valence |
|---|---|---|---|
| Alcalins | 1 (sauf H) | Li, Na, K | 1 |
| Halogènes | 17 | F, Cl, Br | 7 |
| Gaz nobles | 18 | He, Ne, Ar | 2 pour He, 8 pour les autres |
À retenir
- Ordre de remplissage : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p ; s contient au plus 2 électrons, p au plus 6.
- Électrons de valence : ceux de la couche de n le plus grand.
- Période = numéro de la couche externe ; une colonne = même nombre d’électrons de valence.
- Alcalins (colonne 1), halogènes (colonne 17), gaz nobles (colonne 18).
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.