Définitions⚓
Définition : La règle de l'octet (à savoir) (énoncé par le chimiste Gilbert Lewis au début du XXème siècle)
Les atomes cherchent à posséder 8 électrons sur leur dernière couche électronique (couche de valence) leur donnant ainsi la même structure électronique qu'un gaz noble. Les électrons sur la couche de valence sont appelés électrons de valence.
Une exception pour les atomes de numéro atomique inférieur ou égal à 4, où ces derniers tendent à avoir 2 électrons sur la couche 1s, on parle alors de la règle du duet.
Définition : Document n°1 - Stabilité d'un atome
La stabilité d'un atome est maximale lorsqu'il respecte la règle de l'octet (ou du duet pour la couche 1s). Ainsi les atomes vont chercher à obtenir 8 électrons de valence (ou 2 pour la couche 1s).
Pour y arriver, ils peuvent :
former des ions positifs ou négatifs (voir définition suivante) ;
former des liaisons covalentes (notion abordée dans un prochain chapitre).
Définition : Document n°2 - Les ions
Un ion est un atome qui a échangé des électrons avec son environnement. Alors que l'atome est toujours neutre, l'ion possède obligatoirement une charge électrique indiquée en exposant du symbole de l'élément chimique. Ainsi en fonction du nombre d'électrons de valence possédé par l'atome il va devenir :
un ion positif, ou cation, en perdant un ou plusieurs électrons
un ion négatif, ou anion, en gagnant un ou plusieurs électrons.
Un ion est dit monoatomique s'il provient d'un atome unique (comme il est question dans cette activité).
Un ion est dit polyatomique s'il provient d'un groupe d'atome, comme une molécule : par exemple l'ion sulfate \(\mathrm{SO_{4}^{2-}}\).
Afin de gagner en stabilité et respecter la règle de l'octet (ou du duet), certains atomes vont se transformer en ion.
Exemple : Exemple de rédaction avec l'atome de fluor F (Z=9)
Question : Donnons la structure électronique de cet atome ainsi que la formule de son ion associé.
Réponse :
La structure électronique de cet atome est : \(\mathrm{1s^2\ 2s^2 2p^5}\). Il a donc \(5+2=7\) électrons sur sa couche externe qui est aussi sa couche de valence.
Il lui manque 1 électron pour satisfaire à la règle de l'octet (son n° atomique est >5).
Il gagnera donc 1 électron pour devenir un ion négatif, appelé anion.
Sa formule sera donc \(\mathrm{F^-}\) et la structure électronique sera \(\mathrm{1s^2\ \ 2s^2\ 2p^6}\).
\(\leftarrow\) Ce QR-Code vous amènera vers la une petite vidéo expliquant la rédaction de la réponse précédente.
Vous pouvez également cliquer sur ce lien.
Petit exercice⚓
Question⚓
Q1. Donner la structure électronique de l'atome ainsi que la formule de l'ion associé à l'atome suivant : \(\mathrm{_{11}Na}\)
Question⚓
Q2. Donner la structure électronique de l'atome ainsi que la formule de l'ion associé aux atomes suivants : \(\mathrm{_{12}Mg \; \ et\; _{16}S}\)
Solution⚓
Act.3-Q2.
Les réponses ci-dessous sont volontairement très raccourcies... Vous devez rédiger des explications et donc des réponses plus longues, à l'image de l'exemple précédent.
Pour \(\mathrm{_{12}Mg}\) : formation d'un cation : \(\mathrm{Mg^{2+} : 1s^2 \;\;2s^2 \:2p^6}\).
Pour \(\mathrm{_{16}S}\) : formation d'un anion: \(\mathrm{S^{2-} : 1s^2 \;\;2s^2 \:2p^6\;\;3s^2 \:3p^6}\).
Question⚓
Q3. Mêmes questions encore, avec les atomes suivants : \(\mathrm{_{35}Br\; , \; _{19}K \; et\; _{37}Rb}\)
Aide :
Pour résoudre cette question, il vous faudra vous aidez de la règle de klechkowski plus détaillée ci-contre.
Vous pourrez ensuite réorganiser la structure électronique ainsi trouvée par ordre des couches : n=1 puis n=2, puis n=3[*] ... (Ne cliquer que si vous ne comprenez vraiment pas)
Rappel :
Dans une sous-couche \(\mathrm{d}\), il peut y avoir 10 électrons maximum.
( Vous n'aurez pas besoin de la sous-couche \(\mathrm{f}\) ).
Règle de Klechkowski
Question⚓
Q5. En utilisant ces résultats, ainsi que ceux de l'activité n°2, quels points communs constatez-vous pour les éléments \(\mathrm{Br \: , F\: et \:C\ell}\) ?
Question⚓
Q6. En utilisant ces résultats, ainsi que ceux de l'activité n°2, quels points communs constatez-vous pour les éléments \(\mathrm{Na \: , \:K \: et \:Li}\) ?