Manuel Le Livre Scolaire (2de)
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⚛️ 1. La Configuration Électronique d'un Atome
Les Z électrons d'un atome se répartissent en couches électroniques (notées n = 1, 2, 3…), elles-mêmes composées d'une ou plusieurs sous-couches notées s, p, d, f.
Chaque sous-couche a une capacité maximale d'électrons :
| Sous-couche | s | p | d |
|---|---|---|---|
| Nb max d'électrons | 2 | 6 | 10 |
L'ordre de remplissage des sous-couches est dicté par la règle de Klechkowski :
Pour Z ≤ 18, les électrons de valence sont ceux de la couche de nombre n le plus élevé (couche externe). Les électrons des couches inférieures sont les électrons de cœur.
1s² 2s² 2p²
→ 2 électrons de cœur (couche 1s) · 4 électrons de valence (couche n=2)
🧪 2. Le Tableau Périodique des Éléments
Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant.
On change de période chaque fois que la configuration électronique fait intervenir une nouvelle couche (nouvelle valeur de n).
Dans une même famille, tous les atomes ont le même nombre d'électrons de valence et des propriétés chimiques communes.
Famille des gaz monoatomiques chimiquement inertes : He, Ne, Ar… Leurs couches de valence sont saturées.
🔵 3. Les Gaz Nobles
Les gaz nobles occupent la 18e colonne du tableau périodique. Ce sont des gaz monoatomiques chimiquement inertes : ils ne réagissent pas avec d'autres atomes ou molécules.
Cette inertie vient de leurs couches de valence saturées :
| Gaz noble | Symbole | Configuration | Électrons de valence |
|---|---|---|---|
| Hélium | 2He | 1s² | 2 (règle du duet) |
| Néon | 10Ne | 1s²2s²2p⁶ | 8 (règle de l'octet) |
| Argon | 18Ar | …3s²3p⁶ | 8 (règle de l'octet) |
⚡ 4. Les Ions
Un atome peut perdre ou gagner des électrons pour acquérir la configuration du gaz noble le plus proche — formant ainsi un ion monoatomique stable.
Atome ayant gagné un ou plusieurs électrons.
Exemple : F⁻, Cl⁻, O²⁻
Atome ayant perdu un ou plusieurs électrons.
Exemple : Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺
Association d'anions et de cations formant une espèce électriquement neutre.
Exemple : NaCl (sel de table)
1s² 2s² 2p⁵
Sa couche externe n'est pas saturée. Il gagne 1 électron → F⁻ avec la configuration du néon : 1s² 2s² 2p⁶
Règle du duet : l'atome tend à posséder 2 électrons de valence (comme He).
Règle de l'octet : l'atome tend à posséder 8 électrons de valence (comme Ne ou Ar).
🔗 5. Les Molécules & Le Modèle de Lewis
Une molécule est une entité chimique stable et électriquement neutre, formée d'atomes liés par des liaisons covalentes (mise en commun d'électrons de valence).
Le schéma de Lewis représente la répartition des électrons de valence en :
L'oxygène possède 6 électrons de valence. Il forme 2 liaisons simples avec chaque hydrogène et conserve 2 doublets non liants. La règle de l'octet est respectée pour O, la règle du duet pour chaque H.
Énergie de liaison EAB : énergie nécessaire pour rompre la liaison entre deux atomes A et B. Elle dépend de la nature des atomes et du type de liaison.
| Liaison | C–H | C–C | C=C | C–O | C=O | O–H |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie (J) | 6,84×10⁻¹⁹ | 5,74×10⁻¹⁹ | 1,02×10⁻¹⁸ | 5,94×10⁻¹⁹ | 1,33×10⁻¹⁸ | 7,62×10⁻¹⁹ |
Plus l'énergie est élevée, plus la liaison est difficile à rompre.