CHIMIE Cours - Classe de seconde

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Santé - seconde
Chapitre 3: Atomes et ions

Univers - seconde
Chapitre 4: La matière de l'univers et les atomes

Les électrons et les couches électroniques

Les électrons
Les électrons sont des particules plusieurs milliers de fois plus petites que les nucléons , portant une charge élémentaire négative (  -e = -1,6x10-19 coulomb ) et de masse me= 9,1 x 10-31 kg  ( environ mille fois plus léger qu'un nucléon ).
Les électrons font partie des composants des atomes et des ions.

Le nombre d'électron dans un atome
Un atome est toujours électriquement neutre ce qui signifie que les charges positives sont compensées par les charges négatives. Or un électron porte une charge qui est exactement l'opposée de celle d'un proton donc il y a autant d'électrons que de protons.
Le numéro atomique ( Z ) d'un élément chimique indique donc à la fois le nombre de protons et le nombre d'électrons.
Exemple: L'atome de phosphore à comme numéro atomique Z = 15 donc son noyau comporte 15 proton et comme il est neutre il possède aussi 15 électrons.

Les couches électroniques des atomes et des ions
Les électrons qui tournent autour du noyau d'un atome ou d'un ion ne se répartissent pas de manière aléatoire mais occupent des couches d'énergies différentes. Dans l'ordre croissant d'énergie et d'éloignement aux noyau ces couches sont notées K, L M.
La couche K peut contenir 2 électrons tandis que les couches L et M peuvent en recevoir 8.
Les électrons commencent d'abord par remplir les premières couches avant d'occuper les suivantes.

La structure électronique
Elle permet de décrire la répartition des électrons dans les différentes couches d'un atome ou d'un ion.  Les couches comportant des élecrons sont désignées par leur lettre, notées entre parenthèses et accompagnée en exposant du nombre d'électrons qu'elles comportent.
Exemple: La structure électronique de l'atome de magnésium est ( K )2( L )8( M )2
Cela signifie que l'atome a 2 électrons dans sa première couche K, 8 électrons sur la couche suivante L et 2 électrons sur la couche M qui n'est donc pas complète.

Comment écrire la structure électronique d'un atome ?
Il faut dans un premier temps connaître le nombre total d'électrons que possède cet atome ce qui est indiqué par son numèro atomique Z.
Ensuite il suffit d'écrire La première couche et d'y placer les 2 premiers électrons. S'il reste des électrons ils sont ensuite placés sur la couche L. Si la couche L est complète alors les électrons restant sont notés sur la couche M
Exemple de l'atome d'aluminium:
L'atome d'aluminium a comme numéro atomique Z = 13 ce qui signifie qu'il possède un total de 13 électrons.
Les deux premiers électrons viennent compléter la première couche que l'on note ( K )2.
Il reste ensuite 13 - 2 = 11 électrons: les 8 électrons suivants viennent compléter la couche L ce qui donne ( K )2( L )8.
Il reste 13 - 2 - 8 = 3 électrons qui appartiennent donc à la couche M.
La configuration électronique de l'atome d'aluminium est donc ( K )2( L )8( M )3.

Voir aussi:
Fiche encyclopédie "L'électron"

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