couche de valence c'est la couche (ou niveau) la plus externe (la plus éloignée du noyau) d'un atome, c'est-à-dire la plus éloignée du noyau. Par conséquent, il a ce qu'on appelle les électrons les plus externes ou les électrons de valence.
Le nombre de niveaux qu'un atome peut avoir varie de 1 à 7, qui ont les sous-niveaux suivants (en jaune) :
niveau K (1ère couche): sous-niveau s
niveau L (2ème couche): sous-niveaux s et P
niveau M (3ème couche): sous-niveaux s, P et ré
niveau N (4ème couche): sous-niveaux s, P, ré et F
niveau O (5e niveau): sous-niveaux s, P, ré et F
Niveau P (6e niveau): sous-niveaux s, P et ré
niveau Q (1ère couche): sous-niveaux s et P
Chacun des sous-niveaux contient un nombre différent d'électrons. Voir:
le sous-niveau s contient au maximum 2 électrons ;
le sous-niveau p contient au maximum 6 électrons ;
le sous-niveau d contient un maximum de 10 électrons ;
le sous-niveau f contient un maximum de 14 électrons.
Ainsi, si la couche de valence d'un certain atome est M, le nombre maximum d'électrons qui peuvent y être présent sont 18 (2 électrons du sous-niveau s + 6 électrons du sous-niveau p + 10 électrons du sous-niveau d).
Pour déterminer la couche de valence d'un atome et le nombre d'électrons qu'il possède, il existe deux manières, à savoir :
→ Détermination de la couche de valence et de son nombre d'électrons à partir de la distribution électronique
Les distributions électroniques se font toujours par le biais du Diagramme de Linus Pauling, représenté ci-dessous :
Représentation d'un diagramme de Linus Pauling
Ordinaire numéro atomique (qui indique le nombre d'électrons dans un atome), on fait la distribution électronique. Par exemple, un atome de numéro atomique 50 :
Distribution électronique de l'atome de numéro atomique égal à 50
En analysant la distribution ci-dessus, nous avons que le niveau le plus éloigné du noyau est le 5ème (niveau N), dans lequel nous avons la présence de 4 électrons (deux dans le sous-niveau s et 2 dans le sous-niveau p).
→ Détermination de la couche de valence et de son nombre d'électrons à partir du tableau périodique
Le tableau est organisé en points (colonnes horizontales), qui indiquent le nombre de niveaux d'un atome, et en groupes ou familles (colonnes verticales). La période est utilisée pour déterminer le couche de valence, et les familles sont utilisées pour déterminer le nombre d'électrons.
a) Connaître la période de l'élément chimique
Le tableau périodique présente un total de sept périodes, dont le nombre est lié au nombre de niveaux présents dans le diagramme de Linus Pauling. Ainsi, si l'on connaît la période au cours de laquelle le élément chimique il se trouve dans le tableau, automatiquement, nous savons combien de niveaux ont vos atomes, la couche de valence étant le niveau le plus éloigné du noyau.
1er exemple: élément chimique Potassium
Le potassium est positionné dans la quatrième période du tableau périodique, donc son atome a quatre niveaux, le quatrième niveau étant la couche de valence, ce qui est confirmé par sa distribution électronique.
Distribution électronique de l'élément potassium
2e exemple: élément chimique Fluor
Le fluor est positionné dans la deuxième période du tableau périodique, donc son atome a deux niveaux, le deuxième niveau étant la couche de valence, ce qui est confirmé par sa distribution électronique.
Distribution électronique de l'élément fluor
3ème exemple: élément chimique indium
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L'Indien est positionné dans la cinquième période du tableau périodique, donc son atome a cinq niveaux, le cinquième niveau étant la couche de valence, ce qui est confirmé par sa distribution électronique.
Distribution électronique de l'élément Indium
b) Connaître la famille ou le groupe de l'élément chimique
Connaissant la famille ou le groupe dans lequel l'élément est positionné, nous connaissons également le nombre d'électrons présents dans la couche de valence de cet élément.
Éléments de la famille A
Les éléments des familles A sont positionnés dans les colonnes 1, 2, 13 à 18 du tableau périodique. Chacune de ces colonnes reçoit un nombre (1 à 8, chiffre romain), qui indique exactement le nombre d'électrons dans la couche de valence de ces éléments :
Colonne 1 - Famille IA = tous ont 1 électron dans la couche de valence ;
Colonne 2 - famille IIA = tous ont 2 électrons dans la couche de valence ;
Colonne 3 - famille IIIA = tous ont 3 électrons dans la couche de valence ;
Colonne 4 - Famille IVA = tous ont 4 électrons dans la couche de valence ;
Colonne 5 - Famille VA = tous ont 5 électrons dans la couche de valence ;
Colonne 6 - Famille VIA = tous ont 6 électrons dans la couche de valence ;
Colonne 7 - famille VIIA = tous ont 7 électrons dans la couche de valence ;
Colonne 8 - famille VIIIA = tous ont 8 électrons dans la couche de valence.
Voir quelques exemples de détermination du nombre d'électrons de valence de certains éléments de la famille A :
Exemple 1: élément chimique baryum
Le baryum est situé dans la famille IIA, il a donc deux électrons dans la couche de valence, ce qui est confirmé par sa distribution électronique :
Distribution électronique de l'élément Baryum
Exemple 2: Élément chimique de l'antimoine
L'antimoine est situé dans la famille VA, il a donc cinq électrons dans la couche de valence, ce qui est confirmé par sa distribution électronique :
Distribution électronique de l'élément antimoine
Exemple 3: élément chimique xénon
Le xénon est situé dans la famille VIIIA, il a donc huit électrons dans la couche de valence, ce qui est confirmé par sa distribution électronique.
Distribution électronique de l'élément Xenon
REMARQUE: le seul élément chimique appartenant à la famille A qui ne respecte pas la règle proposée est l'hélium. Il appartient à la famille VIIIA, mais n'a que deux électrons dans la couche de valence. En effet, son numéro atomique est 2, il est donc impossible qu'il ait 8 électrons dans la couche de valence comme les autres éléments de la famille.
Distribution électronique d'un atome d'hélium
Éléments de la famille B
Les éléments des familles B sont positionnés dans les colonnes 3 à 12 du tableau périodique. Outre les familles A, il existe également huit familles B, qui sont représentées par des chiffres romains. Contrairement aux familles A, le nombre de la famille B ne détermine pas le nombre d'électrons dans la couche de valence.
Le nombre d'électrons dans la couche de valence d'un élément de la famille B est toujours égal à 2, quel que soit le numéro atomique et la position dans le tableau. Les distributions électroniques du californium (98Cf) et hassius (108hs) prouve ceci :
La distribution électronique du californium a comme sous-niveau le plus énergétique le 5f10, et le o de hassius est 6d6. Dans les deux cas, le sous-niveau le plus éloigné du noyau est le septième niveau, et tous deux ont deux électrons distribués.
Par moi Diogo Lopes Dias
