Cours de Physique et de Chimie
2de

Répartition des électrons en différentes couches, appelées K, L, M.

samedi 2 avril 2011 par Corentin GARRAULT

Les atomes, pour la plupart, ne sont pas stables tel quel. Ils forment soit des molécules, soit des ions.

Mais pourquoi ?

La composition de leur noyau ne pouvant pas changer (à moins de faire une réaction nucléaire), les atomes pour gagner en stabilité doivent copier les atomes qui sont stables.
Pour les copier et finalement les imiter, ces atomes « instables » sont obligés de perdre, de gagner ou encore d’échanger des électrons. En effet, c’est comme se déguiser. Vous ressemblez à quelqu’un d’autre avec votre déguisement et pourtant à ’intérieur vous êtes toujours le même.
Pour un atome, se déguiser, c’est modifier le nombre d’électrons qui gravite autour de son noyau. Il ne change pas son noyau, donc il reste le même (le même élément chimique). Il forme alors soit un ion soit une molécule avec un ou plusieurs autres atomes.

Alors comment ça se passe ?

Les atomes ne font pas tout en n’importe quoi pour gagner, perdre ou échanger des électrons.
Ils doivent respecter certaines règles.
En premier lieu , les électrons sont rangés dans un atome. Non, ils ne sont pas dans un tiroir, mais le nuage électronique où ils se trouve peut avoir plusieurs couches en fonction du nombre d’électrons que possède l’atome.
Suivant la profondeur de la couche, elle peut contenir plus ou moins d’électrons. Notre étude se limitera à l’étude des 3 premières couches :

  • La couche la plus proche du noyau est la couche K qui peut porter jusqu’à 2 électrons ;
  • puis vient la couche L qui peut porter jusqu’à 8 électrons ;
  • puis vient la couche M qui peut porter jusqu’à 18 électrons [1].

On notera :

  • on ne remplit la couche suivante que si la précédente est complète c’est à dire saturée d’un point de vue électronique.
  • répartir les électrons sur les couches électroniques K, L, M s’appelle établir la structure électronique d’un élément chimique.

En second, pour gagner en stabilité les atomes cherchent à remplir leur couche électronique (couche par couche).

Exemple 1 :
Je suis un atome qui a 3 électrons répartis :

  • 2 électrons sur la couche K
  • 1 électron sur la couche L

Pour être stable l’atome va se transformer en ion de structure électronique :

  • 2 électrons sur la couche K
  • 0 électron sur la couche L

Cet atome devient stable en perdant un électron. Il devient un ion chargé positivement (1 fois plus). C’est alors un cation.

Exemple 2 :
Je suis un atome qui a 17 électrons répartis :

  • 2 électrons sur la couche K
  • 8 électrons sur la couche L
  • 7 électrons sur la couche M

Pour être stable l’atome va se transformer en ion de structure électronique :

  • 2 électrons sur la couche K
  • 8 électrons sur la couche L
  • 8 électrons sur la couche M

Cet atome devient stable en gagnant un électron. Il devient un ion chargé négativement (1 fois moins). C’est alors un anion.
Cet atome peut aussi échanger un électron avec un autre atome. Lors de cet échange est créée une liaison covalente (mise en commun d’une paire d’électron). Ainsi, l’atome récupère par une mutualisation (misen commun) l’électron qui lui manquait.

[1Il est à noter que pour remplir la troisième ligne du tableau périodique (c’est-à-dire la couche M), on arrête le remplissage à 8 électrons. Viendra ensuite le remplissage de la quatrième ligne en commençant à remplir dans un premier temps la couche N jusqu’à 2 électrons puis on reprendra le remplissage de la couche M jusqu’à 18 électrons pour revenir à remplir la couche N jusqu’à 8 électrons (alors qu’elle peut contenir 32 électrons)... On passera alors au remplissage de la 5ème ligne et donc de la couche O... Mais finalement, on s’en moque puisqu’en seconde nous nous arrêterons au remplissage des trois premières lignes du tableau périodique et donc au remplissage des couches K, L et M (avec 8 électrons au maximum sur cette dernière pour nous arrêter aux trois premières lignes du tableau périodique).


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