Transcription de la vidéo
Laquelle des configurations électroniques suivantes correspond à celle de l’ion titane deux plus ? (A) Ar entre crochets 4s2, (B) Ar entre crochets 3d1 4s1, (C) Ar entre crochets 3d2 4s2, (D) Ar entre crochets 3d2, (E) Ar entre crochets.
Les configurations électroniques décrivent combien il y a d’électrons dans un atome ou un ion et comment ces électrons sont disposés dans les couches et les sous-couches électroniques. Il y a des sous-couches s, p, d et f, et la lettre nous indique le type d’orbitales atomiques que contient la sous-couche. Le tableau périodique peut être divisé en blocs qui représentent ces sous-couches. Dans cette vidéo, nous ne nous intéresserons pas aux éléments du bloc f.
Le titane est un métal de transition situé dans la période quatre et le groupe quatre du tableau périodique, et nous pouvons voir qu’il se trouve dans le bloc d. Le numéro atomique du titane est 22. Cela signifie qu’un atome de titane a 22 protons. Puisque les atomes neutres contiennent le même nombre de protons et d’électrons, un atome de titane a également 22 électrons.
Pour commencer à écrire une configuration électronique, nous devons utiliser le principe d’Aufbau. Le principe d’Aufbau stipule que les électrons remplissent les sous-couches d’énergie inférieure avant de remplir les sous-couches d’énergie supérieure. Dans le tableau périodique, les sous-couches se trouvent par ordre croissant d’énergie. Lorsqu’on écrit la configuration électronique, chaque libellé de sous-couche possède un coefficient, qui est le nombre quantique principal 𝑛 et qui représente le niveau d’énergie. La lettre représente le type de sous-couche. Enfin, l’exposant représente le nombre d’électrons dans la sous-couche.
Il est important de se rappeler que toutes les sous-couches s peuvent contenir au maximum deux électrons. Les sous-couches d peuvent contenir au maximum 10 électrons. Et les sous-couches p peuvent contenir au maximum six électrons.
Commençons par écrire la configuration électronique d’un atome de titane. En commençant par l’hydrogène, nous passons par la première période et écrivons 1s2. En passant à la deuxième période, nous remplissons la sous-couche 2s avec deux électrons et écrivons 2s2. Il est important de se rappeler de remplir chaque sous-couche avec le nombre maximal d’électrons qu’elle peut contenir jusqu’à ce que nous atteignions la dernière sous-couche. Ensuite, en continuant le long de la deuxième période, nous pouvons remplir la sous-couche 2p avec six électrons et écrire 2p6. Maintenant, en passant par la période trois pour remplir les sous-couches 3s et 3p, nous pouvons écrire 3s2 3p6.
Enfin, nous avons atteint la période quatre, qui représente la couche électronique de valence de l’atome de titane. Tout d’abord, nous allons remplir la sous-couche 4s avec deux électrons et écrire 4s2. Ensuite, nous passons à la sous-couche 3d et comptons jusqu’à l’emplacement du titane. Parce que le titane est le deuxième élément du bloc de la sous-couche 3d, nous écrivons 3d2.
Il est important de se rappeler que le coefficient utilisé pour les sous-couches d est inférieur de un à celui utilisé pour les sous-couches s et p dans la même période. La configuration électronique peut être écrite avec les sous-couches par ordre croissant d’énergie ou de valeur de 𝑛.
Continuons avec les sous-couches écrites par ordre croissant de valeur de 𝑛. Les cinq premières sous-couches représentent les électrons de cœur de l’atome de titane, et les sous-couches 3d et 4s représentent les électrons de valence. Nous pouvons condenser la configuration électronique des électrons de cœur en écrivant le symbole du gaz noble qu’elle représente. Cette partie de la configuration électronique est représentée par l’argon, que nous écrivons entre crochets. Ensuite, nous finissons par écrire les sous-couches qui contiennent les électrons de valence.
Maintenant que nous avons écrit la notation condensée pour un atome de titane, écrivons-la pour l’ion titane deux plus. Lorsqu’un atome de titane forme l’ion deux plus, il perd deux électrons. Lorsque nous écrivons des configurations électroniques pour des ions de métaux de transition de la période quatre, nous supprimons les électrons de la sous-couche 4s en premier et de la sous-couche 3d en deuxième. Par conséquent, nous devons supprimer les deux électrons de la sous-couche 4s. Lorsque nous écrivons la configuration électronique de l’ion, nous n’avons plus besoin d’écrire la sous-couche 4s. Par conséquent, la configuration électronique de l’ion titane deux plus est Ar entre crochets 3d2, soit le choix de réponse (D).
