couche électronique.

couche électronique. état d'un des électrons d'un système atomique ou moléculaire, déterminé par son énergie et sa densité électronique dans l'espace. Le système atomique le plus simple pour un électron est celui de l'atome d'hydrogène. L'électron y est soumis à la seule attraction électrostatique exercée par le proton. Le calcul montre alors qu'il existe plusieurs états possibles pour l'électron, chaque état étant caractérisé par son énergie E qui suit la relation , où n est appelé nombre quantique primaire et E0 = - 19,6 eV. L'état le plus stable est celui d'énergie la plus basse, c'est-à-dire n = 1, et E = E0 = - 19,6 eV. Dans ce cas, l'électron est en moyenne à 1 Å du noyau ; mais, plus l'électron sera dans un état de haute énergie (correspondant à une valeur élevée de n), plus il sera en moyenne éloigné du noyau. Pour les atomes plus lourds, la situation se complique du fait que se rajoute sur un électron donné l'attraction des autres électrons. Mais, comme pour l'atome d'hydrogène, les électrons sont dans des états discrets, appelés couches électroniques, caractérisés par l'allure de la probabilité de présence dans l'espace des électrons qui occupent cette couche et par leur énergie. Les couches peuvent être classées en familles définies par le nombre quantique n. Pour un n donné, il existe n(n + 2) couches électroniques définies chacune par deux autres nombres quantiques l et m : l (qui varie de 0 à n - 1) caractérise leur énergie, et m (qui varie de - l à l) caractérise leur moment angulaire. Le problème qui se pose, une fois que sont déterminées les couches électroniques, est la répartition des électrons dans ces couches. La première règle, dite de Pauli, stipule que seuls deux électrons peuvent occuper une même couche électronique. Leurs moments angulaires intrinsèques (ou spins) sont alors opposés. Ensuite, les couches électroniques sont remplies de manière à minimiser l'énergie de l'atome, les couches avec (n + l) le plus petit seront donc occupées les premières. Enfin, les électrons d'un atome occuperont des couches de même énergie de manière à aligner leur spin. Les électrons de la dernière famille remplie sont appelés électrons de valence. Ce sont les électrons les moins fortement liés au noyau, donc les plus susceptibles de se lier à d'autres atomes : ce sont eux qui déterminent les propriétés chimiques des atomes. Lorsque Mendeleïev, au XIXe siècle, a mis au point sa classification périodique des éléments, d'après les propriétés chimiques des atomes, il les a en fait classés d'après le remplissage de leurs couches électroniques. Lorsque des atomes se lient pour former des molécules, les électrons du nouveau système formé se placent alors sur de nouvelles couches électroniques, dites orbitales moléculaires, dont la nature dépend de la liaison entre les atomes en question. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats atome - Les électrons - Structure en couches et nombres quantiques classification périodique des éléments électron Pauli Wolfgang radioactivité - Les émissions du rayonnement nucléaire spin