HELP : PCEP1 - Chimie générale
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Bonjour à tous !
J'ai beaucoup de mal à comprendre la chimie générale en cette 1ère année de pharmacie. Pouvez-vous répondre à mes questions s'il vous plaît ? Les voici :
1) Si on me donne l'élément N avec Z=7, comment suis-je censé trouver 1scarré 2scarré 2pcube (j'aimerais avoir la totalité du raisonnement). En clair, comment, à partir du numéro atomique, trouver la configuration électronique.
2) Calcul de la Charge Nucléaire Effective - règle de Slater : je n'ai pas compris l'écriture de la configuration. De plus pourquoi cela fait (3s, 3p),(3d) et pas (3s,3p,3d) ? Je n'ai pas non plus compris l'histoire des "tel groupe d'électrons ont telle valeur sigma ..."
3) Je n'ai rien compris à l'ordre de départ des électrons (bloc s, bloc p, bloc d)
4) Modèle de Lewis : élément N (Z=7) : comment sait-on qu'il a 5 électrons de valence ???
5) Quand la règle de l'octet n'est pas respectée, je ne comprends rien
6) Règle de Gillespie : comment à partir d'une molécule je peux connaître sa géométrie. Exemple : SF6 je sais que je dois calculer n+m et m est "donné"(c'est 6) mais n comment le trouver ???
Voila, merci pour votre aide !!!
P.S : même si vous ne savez qu'une réponse parmi toutes ces questions, n'hésitez pas à la poster.
Merci à tous !
Salut Maxou-59 !
1S² 2s² etc.. Ça s'appelle la structure électronique d'un élément. Les grands: 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, ce sont les couches: K, L, M, N, O, P, et Q. Si tu prends un tableau périodique, tu verras qu'il comporte 7 lignes (périodes).
Tu sais bien que les électrons gravitent autour du noyau, mais ils ne gravitent pas comme les planète le font autour du soleil, il sont répartis dans ce que l'on appelle le nuage électronique. Mais ils ne sont pas pour autant désorganisés.
Les électrons gravitent autour du noyau à des endroits plus ou moins déterminés du noyau. Ces "endroits" sont appelés "couches électronique".
Aussi petites soient-elles, ces couches sont sub-divisées en "sous-couches".
Ainsi, dans la couche 1 (couche L), il y une sous-couche "s". Et cette sous-couche peut accueillir au maximum 2 électrons.
De même, dans la couche 2, il y a 2 sous-couches: "s" et "p", avec P pouvant contenir jusqu'à 6 électrons.
Imagine maintenant que tu ais un noyau sans électrons et qui donc ne demande qu'a en avoir. Tu va donc lui en donner. Mais ceux-ci vont aller se loger dans les couches et leurs sous-couches d'une manière spécifique.
Mais commençon pas deux cas simples, le Sodium: Na Z=1 & l'Hélium: He Z=2.
Pour Na, il n'y a qu'un électron, il va se loger dans la couche 1, et plus précisément dans sa sous-couche "s".
D'où la configuration électronique: Na => 1s1 (le deuxième 1 est en exposant).
He maintenant. Z=2, configuration électronique de He => 1s².
Tu as distribué tes 2 électrons, il se logent dans la sous-couche s de la couche 1.
Sauf que la sous-couche s ne peut acceuillir que 2 électrons. La couche s de la couche 1 est donc saturée. Et la couche 1 n'a qu'une seule sous-couche, elle est dont elle aussi saturée. Donc, si l'on avait encore des électrons à ajouter, il faudrait passer sur la couche 2, car la 1 est pleine.
Ex: Li, Z=3 => 1s²2s1
Si tu additionnes les nombres en exposant (en considérant le chiffre immédiatement après la lettre de la sous-couche comme étant en exposant), tu obtiens bien 3: le numéro atomique du Lithium (numéro atomique Z = nombre d'électrons).
Mais nous arrivons maintenant à un autre problème.. A chaque couche s'ajoute une sous-couche. C'est-à-dire que, sur la couche 1, tu as la sous-couche s. Sur la couche 2, la sous-couche s + la sous-chouche p, sur la couche 3, la sous-couche s + p + d et sur la couche 4: s + p + d + f, et va s'arrêter à f.., parce que ça continue mais bon...
Le problème, c'est qu'on pourrait croire qu'on remplie de la sorte:
1s; 2s, 2p; 3s, 3p, 3d; 4s, 4p, 4d, 4f; etc...
Mais ce n'est pas le cas, ce qu'il y a au-dessus est faux !!
Les électrons se répartissent sur les couches électroniques et leurs sous-couches selon la règle de Klechkowski.
Regarde ça: image (explication de la règle de Klechkowski)
Tu commence par la ligne 1, sous-couche s. Je l'ai entouré en rouge. Tu la remplie (explication des termes: "remplir" ou "compléter" plus bas) jusqu'à son maximum de 2 électrons.
Une fois remplie, tu suis la flèche diagonale bleue qui part du "1s" vers le numéro de ligne: 2.
2 étant une couche, et non une sous-couche, tu passes vers sa sous-couche "s". Une fois remplie, comme tout à l'heure, tu suis la flèche diagonale bleue. Tu arrives sur le numéros de ligne: 3.
Ça ne te donne rien, alors tu continu à remplir. Tu t'était arrêté sur la sous-couche s de la couche 2. Alors tu reprends là où tu t'étais arrêté.
Tu vois qu'une nouvelle flèche verte part de là ou on s'était arrêté pour aller remplir la sous-couche p. Cette sous-couche peut contenir 6 électrons.
Une fois cette couche remplie, tu suis la flèche diagonale bleue en complétant toute les sous-couche que tu trouveras en chemin.
Tu vois que cette flèche diagonale bleue passe par la 2p (que tu viens de compléter), la 3s puis qui se termine sur le numéro de ligne: 4.
Donc après avoir compléter la 2p, vu que tu descend en suivant la dioganale bleue et que tu rencontre la 3s en faisant ça, hé bien tu complètes la 3s, et une fois que c'est fait (quand tu as mis 2 électrons pour la 3s donc), tu continu de descendre jusqu'à rencontrer un numéro de ligne, ici: 4.
A ce moment là, reprend sur la première ligne (première couche) qui n'est pas complète. Comme tout à l'heure. C'est-à-dire que:
tu t'étais arrêter sur la couche 2p. Tu es descendu en suivant la digonale bleue, tu as complété toutes les sous-couche trouvées en chemin, puis tu t'es arrêté car tu es tombé sur un numéro de ligne. Hé bien après la 2p, tu passe à la 2d.
La sous-couche d peut contenir 10 électrons. Une fois complète, comme d'ab, tu decends en suivant la flèche bleue et tu complète les sous-couche rencontrées; en loccurence ici, quand tu decend en diagonale depuis la 3p, tu tombes sur: 4p, 5s, 6.
Donc tu complète ces sous-couche, et après seulement tu repend là où tu t'étais arrêté.
Ici, tu as fini la couche 3 (tu vois qu'après le "d" j'ai mis le signe: "ensemble vide" ), donc tu passes à la couche 4, etc etc...
*Quand je dis remplir ou compléter, c'est quand on te demande la structure électronique d'un élement. Par exemple, la manganèse: Mn, z=25.
En suivant la règle de Klechkowski ça donne:
1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d5
Si tu additionnes tout les électrons, tu tombes bien sur Z = 25.
Répondre à TheMoustic
Je double post pour parler maintenant de la règle de Gillespie.
C'est tout simple ! Il suffi de regarde le nombre de liaison que l'atome -considéré comme central- fait de liaison.
n: est le nombre de liaisons et m le nombre de doublets non liant porté par l'atome en question.
Pour l'eau par exemple: H-O-H
L'atome d'oxygène fait ici 2 liaisons et porte 2 doublets non liant, soit:
AX2E2
L'étanol: H3C-CH2-OH
L'atome d'oxygène:
AX2E2 (car 2 liaisons: une vers le carbone, l'autre vers l'hydrogène + 2 doublets non liants)
L'atome de Carbone N°1 (en partant de la droite):
AX3E0 => AX3 (car il fait une liaison vers la "groupement alkyle" H3C-, vers l'Hydrogène et l'oxygène)
L'atome de carbone N°2:
AX4 (3 Hydrogène + liaison vers le C N°1)
Ensuite, si n+m (nbr de liaisons que fait l'atome dans la molécule + nbr de doublets que portes cet atome -s'il tant est qu'il en porte-) = 2, c'est en ligne, 3 c'est en Triangle, 4 c'est un Tétraéde, 5 c'est en Bipyramide trigonale et 6 un Octaèdre.
Le plus simple étant les règles VSEPR (tu noteras que les numéros de ligne sur la gauche de l'image correspondant à n+m)
Message édité par TheMoustic le 25-09-2009 à 19:01:30
Répondre à TheMoustic
Merci ENORMEMENT !!!
Il y a juste une seule chose que je n'ai pas compris : quand tu as H-O-H comment fais-tu pour voir que l'oxygène a deux doublets non liants ???
Merci encore !!!
Hé bien, l'oxygène à 8 électrons (Z=8). SA structure électronique est donc:
1s² 2s² 2p4
NB: la couche 1, c'est la couche K; 2 => L et 3 => M
Rappelles-toi la règle de Klechkowski:
1 s
2 s p
3 s p d
etc...
Sachant que le nombre d'électrons maximum que peut acceuillir chaque sous-couche est:
s => 2
p => 6
d => 10
f => 14
Tu as donc au maximum sur chaque couche:
1(K) s² => 2
2(L) s² p6 => 2+6 = 8
3(M) s² p6 d10 => 2+6+10 = 18
Ensuite, il suffit de marquer sur une feuille les couches K, L M etc.. sur une colone, et sur l'autre colone, des petits carrés. Chaque carré peut contenir 2 é. A toi de mettre la nombre de carré nécessaire pour chaque couche.
Pour la couche K, 1 carré; pour la couche L, 4 carrés etc...
Ensuite, il faut remplire ces carré avec les électrons. Par convention, on faits des flèches. Tu ne remplis pas les carré 2 par 2, mais 1 par 1.. Je m'explique:
pour la couche K, ça ne change rien, mais pour L, tu remplis par 1 électron chaque carré (une flèche vers le haut). Une fois que la ligne est complète, tu recommences, en complétant avec cette fois-ci une flèche vers le bas.
Bien sûr, chaque flèche = 1 électron. Donc tu ne peux pas mettre plus de flèches que tu n'as d'électrons, et vice-versa..
Tu constate donc, que pour la dernière couche, car seule la dernière peut faire une liaison covalente (logique, car les autres couches sont gênées par cette dernière couche), tu constates que tu as bien 2 paires d'électrons (doublets non liants) et 2 électrons célibataires.
D'où le fait que l'oxygène puisse faire 2 liaisons et qu'il a 2 doublets non liants.
Mais maintenant on est grand, on ne parle plus en K, L M etc, mais en structure électronique !
Le principe est le même, il suffit de mettre, en dessous de chaque sous-couches, autant de carrés (qui ne peuvent toujours contenir que 2é) que la sous-couche peut accepté d'électrons.
Par exemple, pour la 2p, p peut avoir au maxi 6é. Soit.. 3 carrés de 2é ^^
Donc si on réapplique le même procédé de remplissage que ci-dessus:
Tu vois que le grand numéro de couche, ici, c'est 2. Ca veut dire qu'il faut prendre en compte toutes les sous-couches de cette couche N°2 (L).
Et tu vois bien que, encore, tu as 2 doublets et 2 é libres.
Bon après, si tu fais ça pour le carbone... bah tu te rend compte que quelque chose cloche:
C'est là que ça se complique un peu.. En faite, les orbitales (sous-couche) p et s de la couche 2 font "fusionner" (elles s'hybrident) pour donner une nouvelle orbitale nommé: sp
Tu vois que si tu fusionne les carré entre eux, et que tu redistribues les électrons, cette fois-ci ça colle, tu as bien 4 électrons libre. Ouf ^^
NB: j'ai noté sp4 (4 en exposant), c'est pour indiquer le nombre d'électrons sur l'ensemble des 2 orbitales, mais ça ne se fait pas, c'est juste pour aider à comprendre.
Sinon, pour mieux comprendre ces notions de fusion d'orbitales, je te renvoie ici.
Bonne lecture
Message édité par TheMoustic le 21-09-2008 à 14:14:37
Répondre à TheMoustic
Sinon pour la règle de l'octet, je trouve cette page plutôt pas mal expliquée: http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A8gle_de_l%27octet
Répondre à TheMoustic
bonjour
g un grand problème concernant le calcul de sigma dans le modèle de salter
ya til une personne ki puisse m'aider svp
merci
Qu'est-ce qui te pose problème exactement ? Aurais-tu un tableau avec les constantes d'écrans ?
Répondre à TheMoustic
Salut,
Tout d'abord, merci a The Moustic pour ton explication précise et détaillé qui permet de mieux comprendre les points sur lesquels les profs de fac passent beaucoup trop vite...
Il reste une chose que je n'ai pas compris concernant la combinaison des régles de l'octet et de Klechkowski, je m'explique:
Prenons l'exemple que tu as utilisé, celui de la manganèse: Mn, z=25.
En suivant la règle, comme tu l'as expliqué, de Klechkowski ça donne:
1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d5
Si j'ai bien compris, la couche de valence étant la couche 4, elle doit contenir 8 électrons. Or comme elle n'en possède que 2, il lui en manque 6. Cependant, la couche 3 n'est pas complètement remplie, il lui manque 5 électrons! Et c'est la tout mon problème! Est-ce qu'il faut rajouter 11 élèctrons( 5 sur la couche 3 et 6 sur la 4) pour respecter cette règle? Ou est-ce que je me trompe totalement de chemin??
Merci d'avance.
Tous les éléments se satisfont pas à la règle de l'octet.. Dommage ^^
Pour connaître les électrons dit de cœur et de valence, il faut procéder ainsi:
- Repérer la couche n la plus élevée (ici 4) => le manganèse sur trouve sur la 4ème ligne (période) du tableau périodique
- Repérer (s'il y en a) une orbitale (sous-couche) en cours de remplissage (ici: 3d5)
- Additionner les électrons de la couche n la plus élevée + ceux de la sous-couche en cours de remplissage ce qui te donne le nombre d'électrons de valence (ici: 4s² et 3d5 => 7 électrons de valence - le manganèse se trouve donc dan la 7ème colonne du tableau).
Les électrons de cœur sont donc tous les autres (soit ici: 25 - 7 = 18 électrons de cœur).
On peut donc écrire: [Ar]3p5 4s², où [Ar] représente la configuration électronique de l'Argon (Z=18). Cette écriture "compactée" ne marche qu'avec les gaz rare ([Gaz rare]+élec. de valence) car les électrons de cœur sont immuables et donc pas intéressant ici.
Répondre à TheMoustic
| TheMoustic a écrit : On peut donc écrire: [Ar]3p5 4s², où [Ar] |
ok! oui c'est vrai merci beaucoup!! MAis ce ne serait pas plutôt [Ar] 4s² 3d5 ??
Et si je me souviens bien de ce qu'on m'a dit au lycée, les couches K,L,M,N... qui correspondent donc ici au couches de n=1,2,3,4... ( c'est bien ça?) ne se commencent a se remplir que si les précédentes sont déja remplies non?
Dans ce cas, la couche N (n=4) ne doit se remplir que si la couche M (n=3) est déja remplie! Or, dans l'exemple la couche 4 a déjà commencé a se remplir alors que la 3 a encore de la place pour 5 électrons...
Y'a-t-il quelque chose que j'ai mal compris? Ou dois-je oublier ce que je connais du lycée...?
Oui c'est: [Ar] 4s² 3d5
Ce qu'on t'a dit au lycée est vrai, mais il faut voir les exemples qui y sont associés. Si tu n'as vu que des éléments avec Z<= 18, alors oui ça marche, mais sinon il faut suivre Klechkowski.
OK!!!!! Je comprends mieux!! ^^ après c'est la fameuse règle des 18 électrons c'est ça? Ben merci beaucoup pour toutes tes explications, ça m'a vraiment beaucoup aidé. Vraiment sympa de ta part
La règle des 18 électrons s'applique aux métaux de transition:
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3% [...] A9lectrons
Sinon, une petite question.. Le Césium (Cs - Z = 55) aurait-il tendance à perdre ou gagner des électrons ? Et pourquoi ?
z=55, Donc on obtient: [Xe]6s1
Il a juste un électrons de trop pour être stable, il aura donc plutôt tendance a perde un électrons que d'en gagner 7. C'est ça?
Oui exactement !
=) Tant mieux! ^^
En tout cas merci beaucoup pour tes explications, c'est vraiment sympa
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Par Never78 il y a 12 heures :