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Le schéma montre les électrons dans différentes couches électroniques dans un atome. Les quatre premières couches électroniques de l’atome sont toutes remplies. Laquelle des couches électroniques contient le plus d’électrons ? Laquelle des couches électroniques contient le moins d’électrons ?
Nous pouvons voir que dans cette question on nous donne ce schéma, et on nous dit qu’il montre un atome avec des électrons dans différentes couches électroniques. Sur ce schéma, le cercle rouge au centre représente le noyau de l’atome, et c’est là que se trouvent tous les protons et neutrons de l’atome. Ensuite, autour de ce noyau, nous pouvons voir que nous avons ces quatre cercles noirs. Ces cercles représentent les quatre premières couches électroniques, ou niveaux d’énergie, de l’atome. Et ces couches sont occupées par les électrons de l’atome. Les électrons d’une couche particulière sont représentés par ces petits points bleus dessinés sur le cerccle correspondant sur le schéma.
Nous pouvons rappeler que la couche la plus proche du noyau, donc c’est celle-ci ici sur notre schéma, est appelée première couche électronique, ou premier niveau d’énergie. La prochaine couche est la deuxième couche électronique. Et puis nous avons la troisième couche, puis la quatrième. En principe, il y a aussi un nombre infini de couches supérieures que les électrons pourraient occuper. Nous pouvons rappeler qu’en l’absence d’énergie externe capable d’exciter les électrons, les électrons d’un atome occuperont toujours le niveau d’énergie le plus bas disponible. Comme il n’est fait mention d’aucune sorte d’énergie externe dans la question, alors que toutes ces couches supérieures existent, nous ne nous attendons pas à y trouver des électrons compte tenu de l’espace pour ces électrons dans les quatre premières couches.
Chaque fois que nous dessinons un schéma comme celui-ci montrant des électrons dans un atome, nous ne dessinons généralement que les couches électroniques qui contiennent au moins un électron. Dans ce cas, il ne s’agit que des quatre premières couches électroniques de cet atome. Maintenant, peut-être pourrions-nous aussi nous demander comme les électrons occupent le plus bas niveau d’énergie disponible, pourquoi ne s’entassent-ils pas tous dans cette première couche électronique la plus proche du noyau ? Après tout, nous pouvons voir qu’il n’y a que deux points bleus représentant des électrons sur ce premier cercle. Et puis, il y a un plus grand ensemble de points bleus sur le cercle suivant, ce qui représente un niveau d’énergie plus élevé, et encore plus de points bleus sur le cercle suivant et le suivant, qui sont à des niveaux d’énergie encore plus élevés.
L’important est que les électrons n’occupent pas toujours le niveau d’énergie le plus bas. Ils occupent le plus bas niveau d’énergie qui est disponible. Chaque couche électronique, ou niveau d’énergie, ne peut contenir qu’un nombre déterminé d’électrons. Et ce nombre est différent pour différentes couches. C’est donc la raison pour laquelle les électrons de l’atome finissent par être disposés sur les couches électroniques de la manière dont nous pouvons le voir sur ce schéma.
Maintenant, tournons notre attention sur ce que la question nous demande. Nous avons deux parties dans cette question, et la première partie nous demande laquelle des couches électroniques contient le plus d’électrons. Et la deuxième partie nous demande laquelle des couches électroniques contient le moins d’électrons. Maintenant, nous avons déjà établi que les cercles noirs sur le schéma représentent les différentes couches électroniques et que les points bleus dessinés sur un cercle donné représentent les électrons dans la couche correspondante. Alors, pour déterminer laquelle des couches électroniques contient le plus d’électrons et laquelle en contient le moins, il suffit d’identifier lequel des cercles noirs a le plus de points bleus et lequel a le moins de points bleus.
En regardant le schéma, il est évident qu’il y a la plus grande quantité de points bleus sur ce cercle externe. Nous savons que ce cercle représente la quatrième couche électronique ou quatrième niveau d’énergie. On peut donc dire que la couche électronique qui contient le plus d’électrons est la couche quatre. Si nous regardons à nouveau le schéma, nous pouvons voir que le cercle qui a le plus petit nombre de points bleus est le cercle le plus central, qui n’a que deux points bleus. Nous savons que ce cercle interne représente la première couche électronique ou premier niveau d’énergie de l’atome. Et cela signifie que la couche électronique qui contient le moins d’électrons est la couche un.
Il convient de mentionner brièvement que plutôt que de regarder le schéma à l’œil nu et d’identifier que le quatrième cercle contient clairement le plus de points bleus, nous aurions pu compter tous les points bleus dessinés sur chacun des cercles. Si nous faisions cela, nous trouverions que le premier cercle contient deux points bleus, ce qui signifie que la première couche électronique de l’atome contient deux électrons. Ensuite, sur le deuxième cercle, nous comptons huit points bleus, ce qui signifie que la deuxième couche électronique contient huit électrons. Nous comptons ensuite 18 points bleus sur le troisième cercle, ce qui signifie que la troisième couche électronique contient 18 électrons. Enfin, sur le quatrième cercle, nous comptons 32 points bleus, ce qui signifie que la quatrième couche électronique a 32 électrons.
Avec ces informations sur le nombre d’électrons dans chacune des couches électroniques, regardons brièvement une autre façon dont nous aurions pu aborder cette question. Nous pouvons remarquer que la question nous dit que les quatre premières couches électroniques de l’atome sont remplies. Lorsqu’une couche d’électrons donnée est remplie, cela signifie que cette couche contient le nombre maximal d’électrons que cette couche particulière est capable de contenir. Il s’avère que quel que soit l’atome que nous considérons, la première couche peut toujours contenir un maximum de deux électrons. La deuxième couche peut toujours en contenir un maximum de huit. La troisième couche peut en contenir un maximum de 18. Et la quatrième couche peut en contenir un maximum de 32.
En fait, en général, plus la couche électronique ou niveau d’énergie est élevée, plus elle peut contenir d’électrons. Puisqu’on nous a dit que pour cet atome les quatre premières couches électroniques sont toutes remplies, alors nous savons que chacune de ces quatre couches contient le nombre maximal d’électrons que peut contenir cette couche. Ensuite, puisque plus la couche est élevée, plus elle peut contenir d’électrons, nous savons que la plus couche la plus haute, qui dans ce cas est la quatrième, doit contenir le plus grand nombre d’électrons, et la plus basse, la première, le moins d’électrons.
