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Transcription de la vidéo

on a vu dans la vidéo précédente quand mécanique quantique les électrons occupe dans les atomes des orbitale atomique qu'on peut placer deux électrons par ordre dale chalk orbitale étant définie par trois nombres quantique n l&m indice elle est dans chaque hôpital on peut placer deux électrons avec des nombres quantique magnifique de spin opposé + 1/2 et -22 me on a vu que pour l'hydrogène l'électron de l'hydrogène occuper leur vital un ace cette orbite alain s peut accueillir deux électrons donc pour l'hélium les deux électrons de l'hélium occupe également lors bitale un ace et on a vu que lorsqu'on voulait passer à un élément qui possédait plus que 2 électro par exemple lithium avec trois électrons lui vient cette orbite alain s est en pleine on est obligé de passer à une autre orbital pour placer le troisième électrons du lithium en l'occurrence lé orbital 2 est ce qu'au fur et à mesure que le nombre d'électrons va augmenter dans l'atome on va devoir occuper des orbites halde atomique qui ont des niveaux d'énergie de plus en plus au n égale un peu inégal deux puits n égale trois etc on a parlé jusqu'ici des orbital un f et deux aces mais l'église du coup beaucoup dans vital qui ont des formes bien différentes les unes des autres pour l'instant on a vu que les orbites à un ace et 2f étaient toutes les deux des orbitale ferrique toutes les en métal fc orbital ce ferry mais dans ce tableau ici qui est issu de wikipédia on nous présente les différentes formes de toutes les envies talent qu'on peut trouver pour les différents niveaux d'énergie n égale 1 n égale 2 n égale trois jusque égale 7 et pour chaque niveau d'énergie pour chaque nombre quantique n le nombre quantique azimutal elle qui peuvent leur zéro dans ce qu'un âne orbital est ce qui peut valoir un dans ce cas on désorbitage paix qui peut valoir 2 dans ce cas on a désormais talent dès qu'ils peuvent voir leurs 3 dans ce cas on note et orbital et dans ce tableau on nous présente les différentes formes d orbitale correspondante par exemple ici pour n égale 1 on a l qui vont forcément 0 on a une orbitale piscine qui est l'orbit talent un ace qui a donc une forme sphérique et dans laquelle on peut mettre deux électrons qui va donc être remplies au niveau de l'atome d'hydrogène d'hélium ensuite on passe au niveau n égale 2 pour l égal 0 on a également une orbitale s est agit donc d'orbital de s2 pour n égale 2 et s puisque l égal zéro c'est donc une orbitale s épuise également elle qui peut valoir un dans ce cas on va avoir des orbitale paix et pour l égale 1 1 on a trois valeurs possibles du nombre quantique magnétique m1 dit elle - 1 0 et 1 n'a donc trois orbites alpes est possible et les orbites al de paix ici je passe au niveau n égale trois bien je vais d'abord avoir une orbite à trois aces puis pour l égal 1 je vais avoir trois orbitale 3 p et puis elle peut également valoir deux dans ce cas g5 orbitale des ce que j'ai cinq valeurs de l indice elle possible - 2 - 1 0 1 et 2 donc j'ai ici cinq orbitale qu'on appelle 3d donc troisième niveau d'énergie est légal 2 donc d un vital de type d et on peut continuer comme ça donc là ce qu'on voit bien c'est qu'on a effectivement des formes très différentes en fonction du type d'orbital auquel on va être confronté lors ici attention le dessin ne sont pas du tout fait à l'échelle l'hôpital un ace est en réalité beaucoup beaucoup plus petite que l'orbité l'h2s ou 3 f voire 7 s là on voit simplement la forme des orbital mais pas les tailles des unes par rapport aux autres il est également important de noter à ce stade que les couleurs bleu orange n'ont pour l'instant aucune importance il faut simplement se focaliser sur la forme globale de l'orbiteur donc ce qu'on disait initialement c'est que lorsqu'on à l'atome d'hydrogène on a un électron a placé qu'on place en orbite alain s on passe à l'atome d'hélium on a un électron de plus qui va également occuper leur mittal un ace puis dans le tableau périodique on passe à la seconde période on a le lithium avec un troisième électrons qu'on va devoir placer dans une autre orbital qu'ils orbitale 2 s est finalement on commence à voir ici qu'il ya un lien entre ce niveau de remplissage des couches et n'égale 1 2 3 etc et le tableau périodique est en fait chaque niveau n égale 1 2 3 4 jusque 7 correspond à une ligne une période du tableau périodique je prends le tableau périodique puis je vais le voilà que j'ai placé ici et puis on va le remonter à côté d'eux ce tableau pour pouvoir bien voir en parallèle les deux si on regarde dans un premier temps l'atome d'hydrogène donc on à l'atome d'hydrogène ici qu'il ya donc un électron qu'on a vu que cet électron et aides en orbite al ain est donc pour l'hydrogène on a alors dit alain s qui a occupé par un électron donc le fait de noter un s1 nous indiquons à un électron dans l'hôpital f du premier niveau d'énergie et ça c'est ce qu'on appelle la configuration électronique de l'hydrogène sur s'intéresse maintenant à l'hélium ici donc l'hélium lui il a deux électrons si on prend l'atome neutre on a autant d'électrons que de protons donc si on regarde le numéro atomique ici tivo 2na deux électrons à placer dans l'hélium ces données seront vont occuper l'hôpital un ace donc on note un ace de deux électrons dans l'hôpital est-ce du premier niveau d'énergie si on s'intéresse maintenant au lithium ici pour le lithium on est donc sur la deuxième ligne du tableau périodique qui signifie qu'on va remplir les orbitale correspondant à n égale 2 donc on a des deux premiers électrons qui vont occuper l'hôpital un s1 s2 est le troisième électrons qui va donc occuper leur vitale 2 s2 s11 s22 s11 électrons dans l'hôpital est-ce du deuxième niveau d'énergie deux électrons dans l'hôpital est-ce du premier niveau d'énergie de plus st gall 3 on a ici la configuration électronique du lithium donc le principe décrire la configuration électronique d'un atom ou d'un lion c'est de définir comment on remplit les orbitale d'atomic avec les électrons et ça on le fait par niveau d'énergie croissant et il ya d'ailleurs une règle qu'il faut bien avoir en tête qu'on va découvrir ici qui s'appelle la règle de klesch cofsky à quoi sert cette règle de pièges cofsky et bien elle sert à nous dire une fois qu'on a fini de remplir un orbital quel élan vital suivante en termes de niveaux d'énergie et elle nous dit qu'on remplit les orbitale par haine plus elle croissant donc on fait la somme des nombres quantique n est elle pour déterminer quelle va être leur bitale suivante qu'on va remplir et si on a plusieurs orbitale qui ont la même somme aisne plus elle est bien celle orbitale avec le hand le plus petit qui va être rempli en premier c'est une règle empirique à laquelle il existe des exceptions qu'on verra dans la vidéo suivante mais ce qui est important c'est que du coup à chaque fois qu'on a fini de remplir une orbitale pour remplir la suivante on regarde la somme aisne crucell pour définir quelle est leur [ __ ] al suivante en niveau d'énergie est l'exemple important pour la rio clash kof pour bien la comprendre quand on a fini par exemple de remplir les orbitale 3p bien on se demande est-ce qu'on va remplir les orbitale 3d ou lors bitale 4s pour les orbitale 3d on na n plus elle qui vaut 5n plus elle qui vaut 3 + 2 qui vaut cinq pour l'hôpital 4s on n'a elle plus elle qui vaut 4 + 0 qui vaut 4 donc on commence à remplir l'orbit talent 4s avant les arbitres al 3d voilà un exemple de l'intérêt de la règle de klesch cofsky bien avoir ça en tête pour savoir une fois qu'on a fini de remplir un type d'orbital quels sont les orbitale qu'on va remplir par la suite quels sont les orbitale suivante en termes de niveaux d'énergie voilà pour cette parenthèse sinon revient maintenant à notre tableau périodique on a vu pour l'instant les configurations électronique de l'hydrogène de l'hélium et du lithium va s'intéresser à un autre élément qui est un petit peu plus loin dans le tableau il s'agit du carbone si on s'intéresse au carbone le carbone à 6 électrons si on prend la tome de carbone neutre autant d'électrons que de protons donc six électron a placé on cherche donc la configuration électronique pour le carbone ensuite un petit peu pour le carbone on a six électrons on va d'abord occupé l'hôpital un ace un f2 puis l'orbité 2s 2f 2g une somme aisne plus elle qui vaut 3 pour les envies talent de paix est également trois pour l'hôpital 3ds et d'après la règle de tchaïkovski je vais remplir les orbitale pour lesquels le n est le plus petit donc les orbitale de paix on va donc avoir deux électrons dans les orbitale de p2p 2 voilà la configuration électronique du carbone si on regarde ces orbitale de paix on va cas dans une forme un petit peu particulière ce qu'on appelle une forme en altère ou sablier pour bien visualiser et on va faire le même exercice que dans la vidéo précédente on a imaginé qu'on est au niveau des orbites alpes est ici du carbone et qu'on cherche à savoir où se trouvent les électrons dans cet hôpital paie bien à quoi ressemble la densité de probabilité de présence de l'électron dans cet hôpital p donc on a le noyau ici chargée positivement et puis on va prendre des photographies instantanées de l'endroit où se trouve un des électrons présents dans ces orbitale par exemple ici un autre instant il va être ici un autre instant ici notre instinct ici cetera et cetera et si je fais cela un très grand nombre de fois eh bien je vais obtenir une photographie globale qui ressemble à ceci il faut pas prendre en compte les deux différentes couleurs ici donc plein de points plein d'endroits on a trouvé l'électron ici dans cette zone est ici dans cette zone et si on cherche à définir le volume correspondant à une probabilité de présence supérieure à 95% on va obtenir une forme un volume se ressemblent à ceux ci donc on a un plan ici dans lequel on a une probabilité nuls se trouvent l'électron voici qu'on n'a aucun point au niveau de ce plan ici et puis on va avoir deux zones de profiter de présence équivalente de part et d'autre de ce plan et on voit que ça ressemble effectivement un petit peu à un sablier ou à une haltère et on voit dans le tableau qu'on a trois orbites alpes et qu'on appelle pxp y est pzk une selon la cne x une selon l'axé y l'autre selon l'acs des aides ici on a représenté celle selon laquelle l'hôpital de béziers n'a deux électrons dans ces trois orbital on peut se poser la question comment sont réparties ces deux électrons dans ces trois orbital est ce qu'on a deux dans une seule des orbital où est ce que les deux électrons sont répartis dans deux orbitales différentes et bien c'est là qu'on va introduire une autre règle qui est la règle de woods qui nous dit que pour avoir une énergie totale la plus basse possible il faut répartir les électrons dans le plus d'orbital possible de même niveau d'énergie donc si on a deux électrons à répartir dans trois orbites al de même niveau d'énergie lien on aura les deux électrons dans deux orbitales différentes donc la configuration électrique du carbone c'est ceci est électron dans les orbitale de paix sont dans deux orbites alpes est différente si on revient au tableau périodique on voit donc ici pour l'hydrogène et l'hélium et le lithium on avait rempli uniquement des orbites as si on s'intéresse au béryllium on a quatre électron a placé donc on a une configuration électronique pour le béryllium qui est un s2 2 s 2 lorsqu'on passe ensuite au bord pour le borne à 5 électron a placé dans les orbites anatomique sachant qu'on a déjà quatre électrons dans les invite à un ace et deux aces et donc on va passer au remplissage des orbitale de paix puisque honda n plus elle qui vaut 3 pour les envies talent de paix n plus elle qui vaut 3 pour le métal 3ds ce sont donc les orbitale avec le hand le plus petit qui sont remplis en priorité d'après la règle de klesch cofsky donc à partir du bord qu'on commence à remplir les orbites alpes et on en a trois on peut donc mettre six électrons au maximum dans ces orbitale paix et il se trouve qu'on a un deux trois quatre cinq six éléments ici puis c'est la même chose ici sur la troisième ligne on a d'abord deux éléments qui correspondent au remplissage de l'orbit talent trois aces puis ensuite six éléments ici qui correspondent au remplissage les orbitale 3t par conséquent on définit en fait dans le tableau périodique des blocs qui correspond au remplissage du type d'orbital on a tout d'abord sur ses deux premières colonies si plus l'hélium le bloc qu'on appelle le bloc est ce le bloc s dans lequel on va remplir en fait les orbital et alain s2 s3 s4 s etc puis on a ici sur la fin du tableau périodique dans les six dernières colonnes un bloc qu'on appelle le bloc paix qui correspond au remplissage des orbites alpes et dans lesquels on peut mettre six l'électron prenons l'exemple de la zot pour la zot on a cet électron la dot est situé dans le bloc p on va donc être en train de remplir des envies taipei lorsqu'on va arriver à la zot effectivement si on détermine la configuration électronique de la zot avec cet électron pour la zot on a rempli d'abord l'hôpital un est avec deux électrons puis leur mittal 2s avec deux électrons et en arrivant vital de paix et pour avoir cet électron et bien là trois électrons dans les invite à lh2 d'après la règle de oud ces trois électrons sont localisés dans trois orbitales différentes un électron dans leur diktat de px1 dans l'orbité de pays y 1 dans l'hôpital deux pays et si on prend enfin un dernier exemple le silicium si on regarde le silicium ici bien on peut déterminer sa configuration électroniques juste en regardant sa place dans le tableau périodique on voit que le silicium est sur la troisième ligne dans la troisième période et qu'il est dans le bloc peut donc la dernière orbitale qui a été rempli c'est l'hôpital 3 p donc pour le silicium on sait que la dernière orbitale qui a été remplie seller mittal 3 p on est sur la deuxième colonne du bloc et on a donc deux électrons dans ces orbitale 3 p donc à la fin de la configuration électronique du silicium on a 3 p 2 on peut ainsi remonter pour déterminer la configuration électrique du silicium en partant de sa place dans le tableau et en remontant ensuite les habitacles de plus bas niveau d'énergie que 3 p donc en dessous de l'an vital 3p en alors mittal 3 s tiens donc avoir deux électrons qui va être remplis puis les envies talent de paix qui vont être correctement rempli avec les électrons l'orbit talent 2 s avec deux électrons et enfin l'or métal un ace avec deux électrons et on vérifie que ça fait bien deux plus de 4 plus ils disent plus de 12 plus de quatorze 14 électrons pour le silicium donc de cette vidéo il faut bien retenir le lien entre nombres quantique et forme des orbites anatomique nombreux quantique et tableau périodique la configuration électronique d'un atom ou dernier c'est donc la construction du remplissage de ses orbitale d'atomic par niveau d'énergie croissant pour laquelle on utilise la règle de klitschko ce qui est la définition dans le tableau périodique du bloc s et du bloc t es dans la vidéo suivante on parlera du bloc d qui correspond à ses dix colonnes ici qui correspond au remplissage des orbites halde et