Fiche de révision : Dissolution et structure électronique

📋 Plan du Cours

1. Dissolution des solides ioniques
2. Couches et sous-couches électroniques
3. Remplissage des configurations électroniques
4. Ions et classification périodique

📖 1. Dissolution des solides ioniques

★ À maîtriser

• La dissolution d’un solide ionique dans l’eau se modélise par sa séparation en cations et anions aqueux, selon les proportions de sa formule statistique.

📌 Une équation de dissolution d’un solide ionique doit respecter l’électroneutralité en produisant autant de charges positives que de charges négatives au total.

Compléments

• La dissolution du chlorure d’aluminium s’écrit $\mathrm{AlCl_3(s) \rightarrow Al^{3+}(aq) + 3Cl^-(aq)}$.

• La dissolution du carbonate de potassium s’écrit $\mathrm{K_2CO_3(s) \rightarrow 2K^+(aq) + CO_3^{2-}(aq)}$.

📖 2. Couches et sous-couches électroniques

★ À maîtriser

• Les électrons occupent des couches électroniques numérotées de n = 1 à n = 7, désignées par K, L, M, N, O, P et Q.

📐 Formule - Le nombre maximal d’électrons d’une couche de numéro n est donné par $N_{\max}=2n^2$.

• Les capacités maximales des sous-couches s, p, d et f sont respectivement de 2, 6, 10 et 14 électrons, notées s², p⁶, d¹⁰ et f¹⁴.

Compléments

• Les couches K, L, M et N peuvent contenir au maximum respectivement 2, 8, 18 et 32 électrons.

• Les sous-couches électroniques sont désignées par les lettres s, p, d et f.

• La couche K contient la sous-couche 1s, la couche L contient 2s et 2p, la couche M contient 3s, 3p et 3d, et la couche N contient 4s, 4p, 4d et 4f.

📖 3. Remplissage des configurations électroniques

★ À maîtriser

📌 Les électrons occupent d’abord le niveau d’énergie le plus faible, et les énergies des sous-couches suivent l’ordre s < p < d < f.

📌 Selon la règle de Klechkowski, les sous-couches se remplissent par énergie croissante et une sous-couche moins énergétique doit être saturée avant de passer à une sous-couche plus énergétique.

📐 Formule - Pour un atome électriquement neutre, le nombre de protons est égal au nombre d’électrons : $n_{p^+}=n_{e^-}$.

Compléments

• L’ordre de remplissage présenté est 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d et 7p.

• La configuration électronique de l’azote de numéro atomique 7 est 1s² 2s² 2p³.

📖 4. Ions et classification périodique

★ À maîtriser

• Les ions monoatomiques suivent les mêmes règles de remplissage des sous-couches que les atomes.

📌 Dans la classification périodique actuelle, les éléments sont classés selon leur numéro atomique Z plutôt que selon leur masse atomique.

📌 Une période est une ligne horizontale de la classification périodique et correspond à l’un des sept niveaux énergétiques, tandis qu’un groupe ou une famille est une colonne verticale.

• Les groupes principaux occupent les colonnes 1, 2 et 13 à 18, et leur configuration électronique se termine par une sous-couche s ou p.

Compléments

• L’atome de sodium a pour configuration 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹, tandis que l’ion Na⁺ a pour configuration 1s² 2s² 2p⁶.

• L’atome de soufre a pour configuration 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴, tandis que l’ion S²⁻ a pour configuration 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.

• Les groupes secondaires occupent les colonnes 3 à 12, leur configuration se termine par une sous-couche d ou f, et leurs éléments sont appelés éléments de transition et sont qualifiés d’irréguliers.