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Voici une explications relative au remplissage des couches électroniques. (simplifiée)

Ce remplissage satisfait à 3 règles.

Principe d'exclusion de Pauli

Deux électrons d'un même atome ne peuvent avoir leurs quatre nombres quantiques identiques (n, l, ml, ms).

Quand deux électrons ont le même n, l et ml alors ils sont de spin opposé (ms 1/2 pour l'un et -1/2 pour l'autre)

Règle de Klechkowski

On remplit les orbitales à n+l croissant. Pour n+l égal (sur une diagonale) on remplit à n croissant.

"Géographiquement" parlant, l'ordre des couches électroniques est 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f ... on peut les voir comme des cageots vides autour d'une tas de pommes.

Le remplissage des couches ne se fait pas dans l'ordre "géographique" mais dans l'ordre donné par la règle de Klechkowski. C'est comme si l'agriculteur remplissait ses cageots de pommes indépendamment de la distance qu'il y a entre le tas de fruits et ses cageots.

Concrètement, on réalise le tableau suivant:

Tableau Klechkowski

On suit les flèches vertes pour remplir les couches électroniques. L'ordre de remplissage est d'après le tableau:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s...

Règle de Hund

Quand un niveau d'énergie est dégénéré (groupe d'orbitales atomiques qui ont même n et l) et que le nombre d'électrons est insuffisant pour saturer ce niveau, l'état de plus basse énergie est obtenu en utilisant le maximum d'orbitales et en ayant le spin des électrons non appariés égaux.

On préfèrera: Hund à Hund ou encore à Hund

Quelques structures électroniques

Atomes ayant 5 électrons de valence
N: 1s2 2s2 2p3 = [He] 2s2 2p3
P: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 = [Ne] 3s2 3p3
As: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 =[Ar] 4s2 4p3

Atomes ayant 3 électrons de valence
B: 1s2 2s2 2p1 = [He] 2s2 2p1
Al:  1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 = [Ne] 3s2 3p1
Ga: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1 =[Ar] 4s2 3d10 4p1
In: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1=[Kr] 5s2 4d10 5p1

[He], [Ne], [Ar] et [Kr] représentent respectivement les configurations électroniques de l'Hélium, du Néon, de l'Argon et du Krypton.

[He]:1s2
[Ne] :1s2 2s2 2p6
[Ar] :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
[Kr] :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p

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