TD n1 structure des atomes et des molécules

[user.213]

Bonjour en refaisant le TD j’ai pas compris pour le qcm 3:

item est : le manganèse et le chlore possèdent 5 électrons sur leur couche externe à l’état fondamental 

et l’autre item c’est :

le manganèse possede 3 électrons de nombre quantique m=0 sur sa couche externe 

Comment on fait pour répondre a ces items car j’avais pas trop compris s’il vous plaît ? 

[romanix]

Salut ! 

 

Pour commencer il te faut faire la configuration électronique de chaque atome : 

 

• Alors le Manganèse a un Z = 25 donc 25 électrons. Sa configuration électronique est : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2. Comme on est sur un élément de transition, la couche 3d n'est pas encore totalement remplie car la 4s est prioritaire. On doit donc prendre en compte dans la couche externe la 3d et la 4s. Ainsi, il y a 7 électrons sur la couche externe dont 5 sur la couche 3d et 2 sur la couche 4s. 

 

Petite précision : le prof ne faisait pas la différence dans son cours entre couche externe et couche de valence. En réalité la couche externe est la 4s donc 2 électrons sur la couche externe. Et si on parle d'électrons de valence, il y en aurait 7. Mais sur le TD de l'année dernière je suis allé regarder leur correction et ils considèrent la couche de valence comme couche externe. Leur exemple disait que 3d1 4s2 était la couche externe. Donc ici pour le Manganèse, si on suit leur correction, la couche externe est 3d5 4s2. 

 

Ensuite sur la couche 3d il y aura 5 orbitales de nombre quantique m : -2, -1, 0, 1 et 2. Comme il y a 5 électrons, on en met un par orbitale car on a 5 à positionner (on peut mettre max 2 par orbitale). On se retrouve donc avec 1 électron de nombre quantique m = 0 sur la sous-couche 3d. 

Sur la couche 4s il y a une seule orbitale de nombre quantique m = 0. Or, on doit positionner 2 électrons dont on les mets les deux dans cette orbitale. On a donc 2 électrons de nombre quantique m = 0. 

 

Au total, cela nous fait 3 électrons de la couche externe avec un nombre quantique magnétique m = 0. 

 

• Le chlore a un Z = 17 donc 17 électrons. Sa confifuration électronique est : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. Il a 7 électrons sur sa couche externe 3s3p. 

 

RAPPELS : 

 

• Règle de Klechovski : les électrons vont en priorité sur les niveaux énergétiques les plus faibles car la stabilité y est maximale. 

 

• Les nombres quantiques : Pour un niveau énergétique n (nombre quantique principal) = 3 par exemple. 

1. Nombre quantique secondaire : l est compris entre 0 et n-1 : donc on peut avoir 0, 1 et 2 comme valeurs de l pour un n=3. Cela nous indique la forme de l'orbitale. l correspond à la sous-couche : l = 0 indique une sous-couche s, l = 1 une sous-couche p... Exemple : pour n = 3, on trouve 3 nombres quantiques l, donc 3 sous-couches ≠ : 3s, 3p et 3d. 
2. Nombre quantique magnétique : Ensuite, pour chaque orbitale défnie par l, on va avoir différentes valeurs de m qui décrivent l'orientation de l'orbitale. m est compris entre -l et +l. C'est ce qui donne le nombre d'orbitales dans la sous-couche. Par exemple : dans la sous-couche l = 1, c'est-à-dire la 3p, m peut prendre comme valeurs : -1, 0 et 1. On aura donc 3 orbitales 3p. 
3. Nombre de spin : donne le sens de rotation de l'électron sur lui-même et ne prend que 2 valeurs : +1/2 ou -1/2. 

 

Edited October 15, 2022 by romanix

[_melanight_]

Coucou!!!

 

Alors pour le premier item, il faut d'abord que t'établisses la configuration électronique de chaque atome, donc on se retrouve avec

- Mn (Z=25): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2

- Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

L'item est ici FAUX car la couche externe du Manganèse est la couche n=4 et elle contient 2 électrons. Le piège est de penser que l'item est vrai puisqu'on rempli d'abord la couche 4s avant de remplir la couche 3d MAIS il faut bien faire attention à remettre dans l'ordre les couche dans la configuration électronique finale avant de répondre au QCM.

 

Pour le deuxième item, je ne suis pas sure du tout je vais laisser un autre tuteur répondre

 

Voilà, j'espère que ça t'auras aidé et dis moi aussi si ça correspond à la correction du TD :)

 

 

Edited October 15, 2022 by _melanight_

[Dr_LaPat]

Salut ! 

 

Alors pour le 1er item il faut que tu regarde la configuration électronique des atomes : 

Mn (Z=25) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s²

Cl (Z=17) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 

 

A l'état fondamental la couche n=4 est la couche externe du Mn et la couche n=3 est la couche externe du Cl. On voit bien que c'est atomes ne possèdent pas 5 e- sur leur couche externe (Mn en possède 2 et Cl en possède 7)

 

 

Ah j'étais entrain d'écrire et je viens de voir que romanix a été plus rapide 

 

Tant pis ça va compléter :

 

Pour l'autre item je ne suis pas d'accord avec romanix. Son raisonnement est le bon mais pour moi la couche externe du Mn est n=4. Or comme il l'a si bien dit on ne peut y mettre que 2 e- avec un nombre magnétique m=0

il y a 5 minutes, _melanight_ a dit :

Coucou!!!

 

Alors pour le premier item, il faut d'abord que t'établisses la configuration électronique de chaque atome, donc on se retrouve avec

- Mn (Z=25): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2

- Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

L'item est ici FAUX car la couche externe du Manganèse est la couche n=4 et elle contient 2 électrons. Le piège est de penser que l'item est vrai puisqu'on rempli d'abord la couche 4s avant de remplir la couche 3d MAIS il faut bien faire attention à remettre dans l'ordre les couche dans la configuration électronique finale avant de répondre au QCM.

 

Pour le deuxième item, je ne suis pas sure à 100% que ce que je dis est vrai mais perso j'aurais fait comme ça.

Tu sais que la couche externe du manganèse est n=4. A partir de là, tu peux définir le nombre quantique l puisque l est compris entre 0 (inclus) et n-1, donc on obtient 4 valeurs possibles pour l (0;1;2;3). Or, on a seulement 4s sur la couche externe, ce qui correspond à l=0; d'où m=0. De plus, la couche 4s contient 2 électrons seulement, on se retrouverais avec 2 électrons de nombre quantique m=0 pour le manganèse. Si je suis mon raisonnement j'aurai dit que l'item est FAUX (mais je pense qu'il est préférable d'attendre une confirmation d'un autre tuteur ou des RM).

 

Si mon explication n'était pas très claire, tu peux te référer au tableau ci-dessous, qui est présent dans la diapo du prof.

 

Voilà, j'espère que ça t'auras aidé et dis moi aussi si ça correspond à la correction du TD :)

 

 

 

 

Parfait à 3 on est d'accord  j'espère qu'on ne t'as pas embrouillé, on dit tous la même chose mais un peu différemment.

Le message de melanight est peut être un poil plus claire.

Dis nous si t'es encore perdu.

[romanix]

il y a 14 minutes, Dr_LaPat a dit :

Salut ! 

 

Alors pour le 1er item il faut que tu regarde la configuration électronique des atomes : 

Mn (Z=25) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s²

Cl (Z=17) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 

 

A l'état fondamental la couche n=4 est la couche externe du Mn et la couche n=3 est la couche externe du Cl. On voit bien que c'est atomes ne possèdent pas 5 e- sur leur couche externe (Mn en possède 2 et Cl en possède 7)

 

 

Ah j'étais entrain d'écrire et je viens de voir que romanix a été plus rapide 

 

Tant pis ça va compléter :

 

Pour l'autre item je ne suis pas d'accord avec romanix. Son raisonnement est le bon mais pour moi la couche externe du Mn est n=4. Or comme il l'a si bien dit on ne peut y mettre que 2 e- avec un nombre magnétique m=0

 

 

Parfait à 3 on est d'accord  j'espère qu'on ne t'as pas embrouillé, on dit tous la même chose mais un peu différemment.

Le message de melanight est peut être un poil plus claire.

Dis nous si t'es encore perdu.

Alors oui moi aussi je considère à la base que la couche externe est la 4s pour le Manganèse, et celle de valence la 3d 4s mais comme j'ai ensuite précisé dans mon message les profs n'ont pas vraiment fait la distinction entre couche externe et couche de valence. Dans leur TD de l'année dernière, ils disent que c'est la même chose et donc que dans le cas du Scandium 3s2 3p6 3d1 4s2, la couche externe est la 3d1 4s2. Voilà voilà 

[Dr_LaPat]

Ah  Mes excuses alors.

Ca vaudrait le coup d'attendre l'avis de @hugocrypte et de @Au-ccipital (nos RM).

Ou même s'il y a encore débat de demander au prof en TD ou sur moodle car c'est lui la ref absolue. Mais attend quand même de voir ce qu'ils te disent. 

 

Bisous

[hugocrypte]

il y a une heure, Dr_LaPat a dit :

Ah  Mes excuses alors.

Ca vaudrait le coup d'attendre l'avis de @hugocrypte et de @Au-ccipital (nos RM).

Ou même s'il y a encore débat de demander au prof en TD ou sur moodle car c'est lui la ref absolue. Mais attend quand même de voir ce qu'ils te disent. 

 

Bisous

En effet, la distinction entre couche externe et couche de valence n'est plus faite par le prof, d'où les problèmes à un qcm de la colle... Donc je suis d'accord avec la réponse de @romanix que je vais mettre en solution. Merci à @Dr_LaPat et @_melanight_ pour les infos complémentaires. J'espère que @user.221133 est comblé par les réponses.

[user.213]

Le 15/10/2022 à 15:11, _melanight_ a dit :

Coucou!!!

 

Alors pour le premier item, il faut d'abord que t'établisses la configuration électronique de chaque atome, donc on se retrouve avec

- Mn (Z=25): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2

- Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

L'item est ici FAUX car la couche externe du Manganèse est la couche n=4 et elle contient 2 électrons. Le piège est de penser que l'item est vrai puisqu'on rempli d'abord la couche 4s avant de remplir la couche 3d MAIS il faut bien faire attention à remettre dans l'ordre les couche dans la configuration électronique finale avant de répondre au QCM.

 

Pour le deuxième item, je ne suis pas sure du tout je vais laisser un autre tuteur répondre

 

Voilà, j'espère que ça t'auras aidé et dis moi aussi si ça correspond à la correction du TD :)

 

 

mercii j’ai compris c’est plus simple maintenant