Transcription de la vidéo
Quelle est la configuration électronique du fer ? (A) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 (B) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s3 (C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 (D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4p2 (E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4d2
La configuration électronique décrit le nombre d’électrons d’un atome et la manière dont ces électrons sont disposés dans des couches et des sous-couches d’électrons. 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 allons ignorer les éléments qui se trouvent dans le bloc f.
Le fer est un métal de transition situé dans la période quatre et le groupe huit du tableau périodique, et nous pouvons voir qu’il se trouve dans le bloc d. Le fer a un numéro atomique de 26. Cela signifie qu’un atome de fer a 26 protons. Les atomes sont électriquement neutres, donc le nombre de protons doit être égal au nombre d’électrons. Par conséquent, il y a 26 électrons dans un atome de fer.
Pour nous aider à écrire la configuration électronique du fer, nous devons utiliser le principe d’Aufbau. Le principe d’Aufbau stipule que les électrons remplissent les sous-couches de plus basse énergie avant de remplir celles de plus haute énergie. Dans le tableau périodique, les sous-couches sont classées dans l’ordre de l’énergie croissante. Lors de l’écriture de la configuration électronique, chaque sous-couche a un coefficient, qui est le nombre quantique principal 𝑛 et qui représente le niveau d’énergie dans lequel se trouvent les électrons. La lettre représente le type spécifique de sous-couche dans lequel se trouvent les électrons. Enfin, l’exposant représente le nombre d’électrons dans la sous-couche. Le tableau suivant indique le nombre maximal d’électrons que chaque type de sous-couche peut contenir.
Maintenant, nous sommes prêts à commencer à écrire la configuration électronique du fer. En commençant par l’hydrogène, nous traversons la première période et écrivons 1s2. Jusqu’à ce que nous atteignions la dernière sous-couche, nous devons remplir chaque sous-couche avec le maximum d’électrons qu’elle peut contenir. C’est pourquoi nous avons placé deux électrons dans la sous-couche 1s. En descendant dans la deuxième période, nous remplissons la sous-couche 2s avec deux électrons, et nous pouvons écrire 2s2. En continuant à traverser la deuxième période, nous remplissons la sous-couche 2p avec six électrons et écrivons 2p6. Ensuite, nous traversons la période trois pour remplir les sous-couches 3s et 3p et écrire 3s2 3p6. Enfin, nous arrivons à la période quatre, qui représente la couche d’électrons de valence de l’atome de fer. Tout d’abord, nous remplissons la sous-couche 4s avec deux électrons et écrivons 4s2. Ensuite, nous traversons la sous-couche 3d jusqu’à atteindre le fer. Le fer est le sixième élément de la sous-couche 3d, alors nous écrivons 3d6.
Il est important de noter que le coefficient utilisé pour les sous-couches d est inférieur de un à celui utilisé pour les sous-couches s et p de la même période.
Il existe deux façons courantes d’écrire la configuration électronique. La configuration électronique que nous venons d’écrire range les sous-couches dans un ordre croissant d’énergie. La deuxième façon d’écrire la configuration électronique consiste à classer les sous-couches par ordre croissant du nombre quantique principal 𝑛. Cela signifie que 3d6 est écrit avant 4s2. Pour nous assurer que la configuration électronique compte le nombre correct d’électrons, nous pouvons simplement additionner les exposants. La somme des exposants est 26, ce qui correspond au nombre correct d’électrons pour un atome de fer.
En regardant les choix de réponse, nous voyons que le choix de réponse (C) correspond à la deuxième configuration électronique que nous avons écrite. En conclusion, la configuration électronique du fer est 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2, ou choix de réponse (C).
