Atomistique

Exercice sur les configurations électroniques :

Déterminez la configuration électronique de l'atome de tellure Te (Z = 52) à l'état fondamental et celle de l'ion Te^2-.

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Correction :

Pour déterminer la configuration électronique d'un atome il faut passer par le tableau de Klechkowski et compléter chaque case dans l'ordre des flèches jusqu'à ce que tous les électrons soient placés. Pour mémoire, il est présenté de sorte à ce que les lignes correspondent aux couches et les colonnes aux sous-couches, et il est arrangé de sorte qu'en suivant les flèches on gagne en niveaux d'énergie. Les électrons ont naturellement tendance à occuper les sous-couches de plus bas niveau d'énergie en premier parce que ces niveaux sont plus stables, c'est donc normal que nous commencions à placer les électrons là où les flèches démarrent. Le tableau une fois rempli ressemble à ça :

La configuration électronique de l'atome de tellure Te (Z = 52) à l'état fondamental est donc la suivante : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁴. L'ordre n'a pas de grande importance et il aurait tout à fait été possible de dire que la configuration électronique recherchée est la suivante : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁴, ça revient au même.

Une fois que nous avons la configuration électronique de l'atome à l'état fondamental la méthode à suivre pour trouver celle du ou des ions qui lui sont associés est assez directe : il suffit d'ajouter ou de retirer des électrons sur la couche externe pour l'avoir. Il y a toutefois deux choses à bien retenir :

• Les modifications s'effectuent bien sur la couche externe, pas au niveau de la sous-couche de plus haute énergie qu'on aie à disposition (sauf si elle est sur la couche externe), parce que les électrons de la couche externe sont plus mobiles et partent bien plus facilement que d'autres issus d'une couche interne.
• Quand on ajoute des électrons à un atome, sa charge diminue, et vice-versa. N'oubliez pas qu'un électron porte une charge négative, et que le signe mis en exposant d'un ion représente sa charge, pas le nombre d'électrons qu'il a gagné ou perdu par rapport à l'atome ou la molécule dont il est issu.

Ici l'ion Te^2- est chargé négativement donc il a bien gagné deux électrons. Si nous reprenons le tableau de Klechkowski et que nous modifions les éléments concernés nous obtenons :

On voit qu'ici il ne s'agit pas de retirer des électrons mais d'en ajouter, ce qui fait qu'on n'a pas vraiment le choix concernant leur nouvel emplacement : les mettre dans la couche externe ou dans la sous-couche de plus basse énergie qu'on aie à disposition revient au même. La configuration électronique de l'ion Te^2- est la suivante : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁵.