Diagramme de Linus Pauling

La structure d'un atome est complexe et pleine de détails. Pendant de nombreuses années, plusieurs scientifiques du monde entier ont consacré une partie de leur vie à étudier la constitution d'un atome, à créer des modèles et des théories. Grâce à cela, nous avons actuellement des connaissances sur plusieurs détails de la constitution atomique :

• Un noyau avec des protons et des neutrons – proposé par Rutherford et Chadwick, respectivement ;

• Niveaux d'énergie ou couches électroniques – proposés par Bohr ;

• Sous-niveaux énergétiques (sous-régions de niveaux énergétiques) - proposés par Sommerfeld ;

• Orbitales atomiques (endroit le plus probable pour trouver un électron) – proposées par Erwin Schrödinger.

Régions autour du noyau (niveaux, sous-niveaux et orbitales) ont une grande pertinence, car, grâce à la connaissance de ces domaines, il a été possible de connaître le phénomène de fluorescence, de phosphorescence, la façon dont une liaison chimique se produit et certains comportements physiques de la matière (magnétisme).

Voyez comment les régions de l'atome sont organisées :

█ les niveaux

L'atome a un total de sept niveaux, représentés par les lettres K, L, M, N, O, P, Q, chacun avec une quantité d'énergie spécifique.

█ sous-niveaux

Chaque niveau a un nombre spécifique de sous-niveaux, qui sont représentés par seulement quatre lettres: s, p, d, f.

K - 1 sous-niveau(x)

L - 2 sous-niveaux (s, p)

M - 3 sous-niveaux (s, p, d)

N - 4 sous-niveaux (s, p, d, f)

O- 4 sous-niveaux (s, p, d, f)

P - 3 sous-niveaux (s, p, d)

Q - 2 sous-niveaux (s, p)

█ Orbitales

Chaque sous-niveau présente une quantité différente de orbitales:

s = 1orbital

p = 3orbitales

d = 5orbitales

f =7orbitales

Observation: Dans chaque orbitale, nous pouvons trouver au plus deux électrons. Ainsi, le nombre maximum d'électrons dans un sous-niveau est :

s = 2électrons

p = 6électrons

d = 10électrons

f = 14électrons

Connaissant toutes ces informations, le chimiste américain Linus Carl Pauling développé un outil pour distribuer les électrons d'un atome plus pratiquement sur le papier. Cet outil important s'appelait Diagramme de Linus Pauling. Dans ce diagramme, nous n'avons que des niveaux et des sous-niveaux. Voir un aperçu :

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les coups dans rose et Orange ils établissent un ordre d'énergie qui parcourt tout le diagramme. Cet ordre commence par le tiret qui passe dans 1s et suit un parcours en diagonale jusqu'à atteindre 7p. Chaque ligne diagonale qui suit indique des sous-niveaux de plus d'énergie que ceux de la ligne précédente. Le sous-niveau plus bas sur la même diagonale a toujours plus d'énergie que le précédent. Ainsi:

• 2 ont plus d'énergie que 1s (présent dans différents traits diagonaux);

• 4p a plus d'énergie que 3d (présent dans le même trait diagonal).

Pour effectuer la distribution des électrons à travers le diagramme de Pauling, il est nécessaire d'avoir le nombre d'électrons d'un atome, suivre les lignes diagonales et respecter le nombre maximum d'électrons dans chaque sous-niveau. Voir quelques exemples :

— Distribution électronique à partir de Z = 20 (20 électrons)

Distribution électronique d'un atome à 20 électrons

— Distribution électronique à partir de Z = 59 (59 électrons)

Distribution électronique d'un atome à 59 électrons

Comme Diagramme de Linus Pauling, il est possible d'effectuer les tâches suivantes :

• Distribuer tous les électrons dans un atome ;

• Prédire les régions d'énergie la plus basse et la plus haute de l'atome (les électrons sont répartis dans l'atome afin d'occuper toujours des zones de plus faible énergie);

• Prédire le nombre de niveaux d'un atome à partir de son numéro atomique (Z);

• Prédisez la classification de n'importe quel atome à partir de son numéro atomique (Z).

• Établir le nombre de liaisons que l'atome doit faire pour atteindre la stabilité.

Crédits images: Shutterstock / catwalker

Par moi Diogo Lopes Dias

Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:

JOURS, Diogo Lopes. « Diagramme de Linus Pauling »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diagrama-linus-pauling.htm. Consulté le 28 juin 2021.