cristallochimie

Atome = Noyau

+ électrons

Constituants de l’atome

Le noyau renferme :

Z protons et

N neutrons

soit A = Z+N nucléons ;A est appelé nombre de masse

Nucléons

XZ

AIsotopes = Atomes de même numéro

atomique Z mais

le nbre N différent

XZ

NZ

X'Z

NZ

SymboleNbre de protons

ZNombre de neutrons

NNombred’électrons

54

26 Fe 26 54 –26 = 28 26

26 56 –26 = 30 26 - 2 = 24

26 57 – 26 = 31 26 - 3 = 23

26 58 – 26 = 32 26

256

26

Fe

357

26

Fe

58

26 Fe

Orbitales Atomiques n,l,mn : le nombre quantique principal (couche quantique) :

n (entier) n > 0

P. 4P. 6

noyau Z protonsN neutrons

Couches K n=1

Couches L n=2

Couches M n=3

Couches électroniques :

l : le nombre quantique secondaire ou azimutal (orbitale ou sous couche occupée par l’électron)

l (entier) l [0, n-1] 0 < l < n-1

l = 0 →→ orbitale sl = 1 →→ orbitale pl = 2 →→ orbitale dl = 3 →→ orbitale f………

à chaque valeur de « l » correspond une fonction d’onde et donc une orbitale atomique O A

Nombre quantique secondaire ou azimutal l: Types d’Orbitales Atomiques

Nombre quantique magnétique : ml ou m (entier peut être nul) Caractérise la case quantique occupée par l’électron.

La case quantique est symbolisée par une caseCorrespondant à un orbitale et

peut contenir un ou deux électrons

On représente autant de case que de valeurs possibles de m

* m : le nombre quantique magnétique (case quantique):

Sa valeur est fonction de la valeur du nombre quantique secondaire l

m (entier) m [- l,+ l] - l < m < + l

Nombres quantiques ml ou m

Nombres quantiques de spin ms ou s

Ce nombre quantique caractérise le mouvement de l’électron sur lui-même et ne peut prendre que

deux valeurs différentes :

Pour symboliser graphiquement ce nombre quantique de spin, On utilise : une flèche vers le haut pour +1/2

ou une flèche vers le bas pour -1/2

S = + 1/2 ou - 1/2

II. 5. Structure électronique des atomes

Pour décrire un atome, on dispose de son numéroatomique Z qui caractérise la charge du noyau etson nombre total d'électrons.

La répartition des Z électrons dans les différentesorbitales pour l'état fondamental de l'atome, obéitaux trois règles suivantes :

Règle de PAULI (ou Principe d’exclusion)

Règle de HUND

Règle de KLECHKOWSKY

P. 9

Règle de Klechkowski ou (ordre de remplissage)

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d6p 7s 5f 6d 7p 6f

LA CLASSIFICATION PERIODIQUE DES ELEMENTS

Bloc S

Bloc d

Bloc p

Bloc f

n s1

alca

lins

n s2

alca

lino-

terr

eux

n s2(n-1)d1 à 10

Métaux de transition

ns2np4

chal

cogè

nes

ns2np5

Hal

ogèn

es

ns2np6

Gaz

rar

es

III. 5. 1 Rayon atomique ra

III. 5. Périodicité des propriétés

Sur une période (ligne) , si Z (de gauche à droite)

rayon ra

Sur une colonne, Z (du haut en bas)

rayon ra

Variation du Rayon atomique radans le tableau périodique

III. 5. 2. 2. Energie d'ionisation (EI)

Sur une période, si Z Energie (EI)

Sur une colonne, si n Energie (EI)

Les gaz rares (structure np6) possèdent les plus grandes

EI car ils ont une très grande stabilité

III. 5. 2. 2 bis. Affinité électronique (AE)

C'est l'énergie récupérée lorsque un électron se fixe sur un atome X selon la réaction :

C'est le pouvoir d’un atome , engagé dans unemolécule, d'attirer un électron.

Un élément qui perd facilement un ou plusieursélectrons est dit électropositif.

III. 5. 4. Electronégativité notée

L’électronégativité mesure la tendance d’un atome à prendredes électrons en présence d’un autre atome.

L'électronégativité d'un élément X peut êtredéfinit selon plusieurs échelles dont :

a- Echelle de Mulliken:E.I(X) : Energie d’ionis.

A.E(X) : Affinité électr.

K = 0,102 si Énergie en eV

K = 0,208 si Énergie en Kcal/mol

b- Echelle de Pauling :

E XY : énergie de liaison de la molécule XYE XX : énergie de liaison de la molécule XXE YY : énergie de liaison de la molécule YY

L’électronégativité (selon Pauling)

H

2,1

He

0

Li

1,0

Be

1,5

B

2,0

C

2,5

N

3,0

O

3,5

F

4,0

Ne

0

Na

0,9

Mg

1,2

Al

1,5

Si

1,8

P

2,1

S

2,5

Cl

3,0

Ar

0

Sur une même période : si Z augmente alors augmente

Sur un même groupe : si Z augmente alors diminue