Configuration électronique

La configuration électronique d’un atome est la répartition des électrons sur les couches de différents niveaux d’énergie. Elle est définie par les nombres quantiques.

Les modèles électroniques de l'atome

Avant l’apparition de la mécanique quantique moderne, plusieurs modèles de l’atome ont été proposés. Rutherford (vers 1905) a été le premier à présenter un modèle de l’atome. Celui-ci est constitué d’un noyau autour duquel gravitent les électrons à l'image dans un système planétaire avec les planètes tournant autour du soleil.
Neils Bohr (en 1913) repris le modèle instable de Rutherford et rajouta les résultats de la théorie de Planc et la quantification de l’énergie suivant la relation E =hν
 Malheureusement  ces modèles reflètent mal la réalité et ne permettent pas d’expliquer un certain nombre de phénomènes physiques tels que l’effet photoélectrique !

Ecrire la configuration électronique d’un atome

Pour rappel, l’état d’un atome est définit par 4 nombres quantiques : n le nombre quantique principal, l le nombre quantique secondaire, m le nombre quantique magnétique et s le nombre quantique de spin. Les cases quantiques (représentées par des carrés) schématisent les orbitales contenant les électrons représentés par des flèches.

Des règles permettent de remplir ces cases quantiques et donc de définir  la configuration électronique de l’atome :
- Principe d’exclusion de Pauli (1923) : dans un atome, 2 électrons ne peuvent pas voir les 4 nombres quantiques identiques.
- Règle de Hund : pour une valeur déterminée du nombre quantique secondaire l, les électrons occupent le nombre maximum de valeur de m, c'est-à-dire le maximum de cases quantiques.
- Le remplissage des orbitales s’effectue selon les valeurs de n + l croissant. Si 2 valeurs de n+l sonts égales, le remplissage de la case ayant la valeur de n la plus faible est prioritaire. C’est la règle de Klechkowski.

Un diagramme permet de retrouver facilement l'ordre de remplissage :

Exemples de configurations électroniques
₆C :

₇N :

₈O :

₂₆Fe :