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Vidéo question :: Déterminer le nombre d’électrons supplémentaires qu’une couche électronique peut contenir Physique • Troisième secondaire

Le schéma montre les électrons dans différentes couches électroniques dans un atome. La couche externe n’est pas remplie. Combien d’électrons de plus l’atome peut-il avoir dans sa couche externe ?

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Transcription de la vidéo

Le schéma montre les électrons dans différentes couches électroniques dans un atome. La couche externe n’est pas remplie. Combien d’électrons de plus l’atome peut-il avoir dans sa couche externe ?

Alors, on nous a donné ce schéma, et on nous dit qu’il montre un atome avec des électrons dans différentes couches électroniques. Le cercle rouge au centre de la figure représente le noyau de l’atome, dont on peut rappeler qu’il contient tous les protons et neutrons de l’atome. Ensuite, entourant ce noyau, nous pouvons voir que nous avons ces trois anneaux noirs. Chacun de ces anneaux représente l’une des couches électroniques de l’atome, également connues sous le nom de niveaux d’énergie. Ce sont les couches que les électrons de l’atome peuvent occuper. Chacun de ces petits cercles bleus qui est dessiné sur l’un des anneaux noirs sur ce schéma représente un électron qui se trouve dans cette couche électronique ou niveau d’énergie particulier.

La couche la plus proche du noyau, qui dans notre schéma est celle-ci, est connue comme la première couche électronique ou le premier niveau d’énergie. La prochaine est la deuxième couche électronique ou niveau d’énergie, puis nous avons la troisième couche, et ainsi de suite. Maintenant, en principe, il y a en fait un nombre infini de couches supplémentaires que les électrons de l’atome peuvent occuper. À mesure que nous nous éloignons de plus en plus du noyau vers des couches électroniques de plus en plus élevées, leur énergie augmente.

Il convient de mentionner que lorsque nous parlons de l’énergie d’une couche électronique, ce que nous voulons dire réellement, c’est l’énergie d’un électron qui est dans cette couche. Ainsi, les électrons de la première couche ou niveau d’énergie auront la valeur d’énergie la plus faible. Les électrons de la deuxième couche auront un peu plus d’énergie. Ensuite, les électrons de la troisième couche auront encore plus d’énergie, etc.

Maintenant, ce schéma ne montre que les trois premiers couches électroniques, malgré le fait qu’en principe, il y a un nombre infini de couches supérieures. La raison en est que lorsque nous dessinons le schéma d’un atome, nous ne dessinons généralement que les couches électroniques qui contiennent au moins un électron. Nous pouvons rappeler que les électrons occuperont toujours le niveau d’énergie le plus bas disponible.

La question nous dit que la couche externe de cet atome, que nous pouvons voir sur le schéma est la troisième couche d’électrons, n’est pas remplie. Le fait que cette troisième couche ne soit pas remplie signifie qu’elle a de la place pour contenir plus d’électrons qu’elle n’en contient actuellement. Ensuite, puisque nous savons que les électrons occuperont le plus bas niveau d’énergie disponible et que nous savons que la troisième couche de cet atome a de l’espace pour contenir plus d’électrons, nous pouvons dire en toute sécurité qu’il n’y aura pas d’électrons dans la quatrième couche, la cinquième couche, ou toute autre couche supérieure.

Maintenant, l’autre chose que nous pourrions nous demander, c’est si les électrons occupent toujours le plus bas niveau d’énergie disponible, alors pourquoi ne s’entassent-ils pas tous dans cette première couche électronique ? Après tout, nous pouvons voir sur le schéma qu’il n’y a que deux électrons dessinés sur ce premier cercle. Et il y a un plus grand ensemble d’électrons sur le cercle suivant, ce qui représente un niveau d’énergie plus élevé. Et puis il y en a encore davantage sur le cercle suivant, ce qui représente encore un niveau d’énergie plus élevé. L’essentiel ici est ce mot « disponible ». Les électrons n’occupent pas seulement le niveau d’énergie le plus bas. Ils occupent le plus bas niveau d’énergie disponible pour eux. Chaque couche électronique ou niveau d’énergie ne peut contenir qu’un nombre particulier d’électrons, et ce nombre est différent pour chaque couche.

Puisque dans cette question, les électrons n’occupent que les trois premières couches électroniques ou niveaux d’énergie de l’atome, regardons simplement ces trois premières couches. La première couche, donc la plus proche du noyau, peut contenir un nombre maximum de deux électrons. Lorsque cette première couche contient deux électrons, nous disons que la couche est remplie car elle ne peut plus contenir d’électrons. Tous les autres électrons devront entrer dans la deuxième couche. Cette deuxième couche peut contenir un nombre maximum de huit électrons. Et puis, quand il y a huit électrons, la couche est remplie et tous les autres électrons vont dans la troisième couche. Ensuite, le nombre maximal d’électrons que cette troisième couche peut contenir est égal à 18.

Dans cette question, on nous demande combien d’électrons l’atome peut avoir dans sa couche externe. Maintenant, nous savons que la troisième couche électronique est dans notre cas la couche externe. Et nous savons aussi que cette troisième couche peut contenir un nombre maximum de 18 électrons, alors voyons combien d’électrons cette troisième couche possède déjà. Pour compter ces électrons, numérotons les cercles bleus qui sont dessinés sur ce cercle extérieur, en le parcourant dans le sens des aiguilles d’une montre. Lorsque nous faisons cela, nous constatons qu’il y en a huit au total, ce qui signifie qu’il y a huit électrons dans cette troisième couche.

Si nous prenons la capacité maximale ou le nombre maximal d’électrons qu’une couche donnée peut contenir et que nous soustrayons le nombre d’électrons qui sont actuellement dans cette couche, cela nous donnera le nombre d’espaces dont cette couche dispose pour plus d’électrons. Dans ce cas, nous parlons de la troisième couche d’électrons, et nous savons que la capacité maximale de cette couche est égale à 18 électrons. Nous avons également compté que pour l’atome dans cette question, le nombre d’électrons dans cette troisième couche est actuellement de huit.

Alors, nous pouvons dire que le nombre d’électrons supplémentaires pour lequel cet atome a de la place dans sa troisième couche ou couche externe est égal à 18 moins huit. Cette différence donne 10. Donc, notre réponse est que cet atome peut avoir 10 électrons de plus dans sa couche externe.

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