J’ai trouvé comme définition des électrons de valence : électrons qui correspondent à ceux de la couche de n le plus grand auxquels on ajoute éventuellement ceux d’une sous-couche n-1 si elle n’est que partiellement remplie.
Pour le Cérium (Z=58) on trouve (Xe)4f2 5d0 6s2
Les électrons de valence sont-ils les 2 de 4f2 et les 2 de 6s2 soit 4 en tout ?
J’ai un doute car ici on est dans le cas où une sous-cous n-2 et non n-1 est incomplète.
Merci.
Non y’en a deux.
Faut que tu les situent comme il faut par rapport à leur couche. Si tu lis la structure éléctronique linéairement selon la règle de Kechklowsky tu risque de mal raisonner.
(A mon avis tu parles du Césium, d’ailleurs c’est bizarre je vois sur le tableau périodique qu’il s’agit d’un alcalin et qu’il devrait posséder donc qu’un seul éléctron de valence, plz recheck your electronic structure)
Je parle bien du Cérium z=58
Bonjour,
Je crois que ta definition n’est pas assez generale…
Pour moi, c’est plutot :
Les electrons de valence sont ceux de nombre quantique principal n=nval et ceux de nombre quantique principal inferieur a nval correspondant à une sous-couche incomplete en cours de remplissage.
En appliquant les differente regles de construction on trouve effectivement:
[Xe] 6s² 4f².
On sait que pour le bloc f les electrons de valence sont de la forme:
nvals² (nval-2)fy avec 1<y<13.
Tu as donc trouvé la reponse mais c’est ta definition qui est incomplete.
L’ordre de remplissage des couches 6s, 5d et 4f des lanthanides est très difficile à prévoir car les énergies de ces trois orbitales sont très proches, et les exceptions à la règle de Klechkowski sont très fréquentes, en particulier entre 5d et 4f. Le problème est bien sûr le même à la ligne en-dessous avec les actinides entre 6d et 5f, en pire…
En revanche, il est incontestable que les électrons 4f des lanthanides sont bien des électrons de valence, cette couche étant « en cours de remplissage ». Le cérium a donc bien quatre électrons de valence (et il conduit d’ailleurs à l’ion Ce4+ : +IV est l’état d’oxydation maximal de cet élément).
merci à tous.
Th. Zabulon, par curiosité, pourriez vous me donner des configurations electroniques des lanthanides, ou d’actinides qui ne respectent pas les regles de Klechkowski, et qui n’ont pas la forme des exceptions courantes (a savoir comme celle du cuivre, ou du chrome, ou les electrons se placent de maniere a remplir completement ou a moitie une sous-couche incomplete en cours de remplissage pour ameliorer la stabilité de l’atome)?
merci d’avance.
La règle de Klechkowski est fausse dès le Lanthane (Z=57) : elle prévoit une configuration en 6s2-4f1, alors que c’est en fait 6s2-5d1. Dans la table que j’ai sous les yeux (Usuel de Chimie Générale et Minérale, de Bernard et Busnot), la configuration électronique du Cérium (Z=58) est 6s2-4f1-5d1 (au lieu de 6s2-4f2 selon Klechkowski) : dans le cas de cet élément, le nombre d’électrons de valence reste bien sûr égal à quatre, et ce que la configuration électronique obéisse ou pas à la règle de Klechkowski. Les éléments suivants (Z=59 à 63) obéissent à la règle (6s2-4fx) puis le Gadolinium (Z=64) est en 6s2-4f7-5d1 (exception qui ressemble un peu au cas du chrome dans les éléments de transition).
La situation est encore plus compliquée dans la ligne en-dessous où Ac (89), Th (90), Pa (91), U (92), Np (93), Cm (96) et peut-être Bk (97) possèdent un ou deux électrons 6d dans leur configuration électronique fondamentale, en contradiction avec la règle de Klechkowski. Il est vain de chercher à interpréter toutes ces irrégularités avec des arguments fumeux invoquant des couches remplies ou semi-remplies…
Cette complexité est à l’origine de longs débats pour savoir si les terres rares (les deux fois quatorze éléments placés à part en bas dans la classification périodique) doivent aller de Z=58 à 71 et de Z=90 à 103 ou de Z=57 à 70 et de Z=89 à 102…
Merci beaucoup pour votre reponse complete.
Vous dites que les actinides sont aussi des terres rares?
Si tel est le cas, le bloc f forme-t-il une famille a part entiere?
Tous les elements places dans le classification periodique actuelle ont ils une configuration electronique connue et fixée (je dis surtout ça pour les exceptions)?
Mais cela n’influe en rien sur la classification des elements, puisque elle s’effectue en fonction des configurations electroniques etablies avec le principe d’exclusion de Pauli, les regles de Klechkwoski et de Hund… n’est-ce pas?
En effet, j’ai imprudemment étendu la notion de terres rares aux actinides, elle est en fait limitée aux lanthanides.
Quant à savoir si le bloc f forme une famille à part entière, cela dépend ce qu’on appelle une famille… Les éléments du bloc f ont un certain nombre de propriétés communes (accès facile à l’état d’oxydation +III notamment).
La configuration électronique n’est pas trouvée à partir d’une règle, mais à partir de l’expérience ! On la détermine par des mesures spectroscopiques, elle est donc unique pour un élément donné dans son état fondamental, éventuellement douteuse pour les éléments situés très bas dans la classification périodique, pour lesquels les niveaux énergétiques sont très proches.
En tout cas, en chimie comme dans toute science expérimentale, c’est le résultat expérimental qui prime, la « règle » ne venant que pour essayer de le retrouver par des considérations simples. Dans les « exceptions » à la règle de Klechkowski, ce n’est pas l’élément qui est mauvais, mais le modèle utilisé pour le décrire (en l’occurrence la règle de Klechkowski) !
On peut considérer que la classification périodique est conçue à partir des règles de construction de la configuration électronique, en particulier la règle de Klechkowski, qui marche bien pour les éléments de numéro atomique suffisamment faible, et dont les irrégularités n’induisent pas de modification fondamentale de propriété chimique ou physique. Le problème essentiel est au niveau du bloc f : savoir sur quel élément on le fait démarrer et sur lequel on le termine ; mais s’il s’agit juste de vouloir ranger La et Ac dans le bloc d ou dans le bloc f, cela n’a finalement pas grande importance, puisque les propriétés de ces éléments relèvent de ces deux blocs… Là aussi, l’expérience prime sur la règle de classement dans un bloc ou un autre, qui trouve vite ses limites !