Le duet plutôt que l'octet

Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (seconde), chapitre 2 — Constitution de la Matière à l'Échelle Microscopique · Ions monoatomiques et règles du duet et de l'octet

Énoncé

On considère le lithium ( $Z = 3$ ) et le béryllium ( $Z = 4$ ). On donne le numéro atomique de l'hélium : $Z = 2$ .

1. Écrire la configuration électronique de chacun de ces deux atomes.<br> 2. Quel est, pour chacun, le gaz noble de numéro atomique le plus proche ?<br> 3. Prévoir l'ion monoatomique que forme chacun d'eux, en précisant le nombre d'électrons perdus ou gagnés.<br> 4. Quelle règle de stabilité est satisfaite ici, et pourquoi n'est-ce pas celle de l'octet ?

Corrigé

1. Les configurations.

lithium : $1 s^{2} 2 s^{1}$ (somme $= 3 = Z$ ) ;
béryllium : $1 s^{2} 2 s^{2}$ (somme $= 4 = Z$ ).

2. Le gaz noble voisin. Pour tous deux, c'est l'hélium ( $Z = 2$ ), de configuration $1 s^{2}$ : c'est le gaz noble dont le numéro atomique est le plus proche.

3. Les deux ions. Le lithium n'a qu'un électron de valence : il le perd et forme le cation $Li X^{+}$ , de configuration $1 s^{2}$ . Le béryllium en a deux : il les perd tous deux et forme $Be X^{2 +}$ , de configuration $1 s^{2}$ également. Dans les deux cas l'ion a exactement la configuration de l'hélium.

4. La règle du duet. Ces ions s'entourent de deux électrons sur la couche $n = 1$ , et non de huit : c'est la règle du duet, qui s'applique aux éléments proches de l'hélium. La couche $n = 1$ ne peut pas contenir plus de $2$ électrons, la sous-couche $1 s$ étant saturée à deux : l'octet y est matériellement impossible.

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