Les couches électroniques

Les couches électroniques
  1. Couches électroniques: définition
  2. Les différentes couches électroniques
  3. Couche externe
  4. Répartition des électrons dans les couches électroniques d’un atome dans son état le plus stable
  5. Répartition des électrons dans les couches électroniques d’un atome excité

Couche électronique: définition

Les électrons d’un atome ne se répartissent pas de manière continue autour du noyau. Ils ne peuvent se trouver qu’à certaines distances bien précises qui constituent des couches électroniques.

Le physicien Danois Niels Bohr est le premier à avoir décrit cette organisation des électrons dans un model atomique dit « quantique ». D’après ce modèle les électrons n’orbitent de manière stable autour du noyau que s’ils occupent des zones bien définies.



Chaque couche électronique:

  • est située à une certaine distance du noyau
  • est caractérisée par sont propre état d’énergie
  • a une capacité d’accueil qui lui est propre ( de 2 à plusieurs dizaines d’électrons)

Les différentes couches électroniques

  • La première couche (la plus proche du noyau) est représentée par la lettre K . Ce choix peut sembler étrange mais il s’explique par le fait que « K » est aussi la première lettre du mot Kernel signifiant « noyau » en allemand. Cette couche est celle où les électrons disposent de l’énergie la plus faible et où ils sont donc aussi les plus stables. Elle peut recevoir au maximum 2 électrons.
  • La deuxième couche est représentée par la lettre L. Il s’agit aussi de la deuxième couche la plus stable pour les électrons. Elle peut en accueillir au maximum 8 électrons.
  • La troisième couche est représentée par la lettre M. Elle est moins stable que la couche L mais davantage que la couche suivant (N). Elle peut comporter jusqu’à 18 électrons.
  • La quatrième couche se note avec la lettre N. Sa stabilité est inférieure à celle de la couche M mais supérieure à celle de la couche O. Sa capacité d’accueil est de 32 électrons.
  • La cinquième couche est associée à la lettre O. Les électrons y sont plus stables que sur la couche suivante mais moins que sur la couche précédente. Il peut y avoir sur cette couche au maximum 50 électrons.
  • La sixième couche est représentée par la lettre P. Sa stabilité y est plus importante que sur Q mais plus faible que sur O. Au maximum 72 électrons peuvent s’y répartir.
  • La septième couche se note avec la lettre Q. Les électrons y sont moins stables que sur la couche P. Il y peut y avoir un maximum de 84 électrons.
  • Les couches suivantes (R, S, T…) existent aussi mais il n’y a pas d’atome possédant assez d’électrons pour que ces dernières soient occupées de manière permanente.

D’une manière générale chaque couche est:

  • associée à une lettre prise dans l’ordre alphabétique à partir de la lettre K
  • situé à une distance croissante du noyau (plus loin que la couche d’avant mais plus proche que celle d’après)
  • d’une stabilité décroissante (moins stable que la couche inférieure mais plus stable que la couche supérieur)
  • dotée d’une capacité d’accueil d’électrons croissante (plus une couche est éloignée et plus elle peut recevoir d’électrons)

La couche externe

La couche externe d’un atome est la dernière de ses couches acceuillant des électron lorsqu’il se trouve dans son état fondamental (le plus stable).
Cette couche est d’une importance capitale pour expliquer et prévoir les caractéristiques chimiques d’un atome et elle permet en particulier de déterminer:

  • Quels ions stables un atome peut former.
  • Le nombre de liaisons chimiques covalentes qu’il peut établir au sein d’une molécule.
  • Sa réactivité c’est à dire sa tendance à réagir (ou pas)

On dit que la couche externe est saturée si sa capacité d’accueil est atteinte: une couche externe K donc saturée si elle accueille 2 électrons tandis qu’une couche L est saturée si elle comporte 8 électrons, 18 électrons sont par contre nécessaire pour saturer une couche externe M et 32 électrons pour N etc

Couches électroniques d’un atome dans son état le plus stable

Les électrons d’un atome stable se répartissent sur les couches les plus basses qui sont aussi celle de moindre énergie. Par conséquent les électrons viennent d’abord remplir la couche K mais lorsque cette dernière est pleine (2 électrons) alors il occupent la couche L puis lorsque cette dernière est complète (8 électrons) ils se placent sur la couche M et ainsi de suite…

Répartition des électrons dans les couches électroniques d’un atome excité

Un apport d’énergie (souvent sous forme de rayonnement) peut faire passer un atome dans un état instable appelé « état excité » où les électrons sont  sur des couche électroniques plus élevées. Cependant, si l’apport d’énergie cesse l’atome fini par retrouver son état initial en libérant de l’énergie sous forme de rayonnement. Si l’apport d’énergie est important des électrons peuvent être (d’abord ceux de la couche externe), l’atome subit alors une ionisation.

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