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STRUCTURE DE LA MATIÈRE
3TABLE DES MATIÈRES
II STRUCTURE DE LA MATIÈRE3
1 STRUCTURE DE LA MATIÈRE7
1.1 Rappel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
1.2 INTERPRÉTATION DU SPECTRE D'ÉMISSION DE L'ATOME D'HYDROGÈNE (MODÈLE DE
1.2.1 Données expérimentales : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .9
1.2.2 Interpretation de BOHR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..10
1.2.2.1 Modèle de BOHR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.2.2.2 Interpretation du spectre atomique d'Hydrogène . .. . . . . . .12
1.2.2.3 Diagramme énergétique de l'hydrogène : . . . . . . . . . .. .12
1.2.2.4 Théorie de BOHR appliquée aux hydrogènoides . . . . . .. . .13
1.3 L'ATOME A UN ÉLECTRON (HYDROGÉNOIDE) . . . . . . . . . . . . . . . .14
1.3.1 Dualité Onde-corpuscule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .14
1.3.2 Principe d'incertitude de Heisenberg . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .14
1.3.3 Équation de Schrodinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .14
1.3.4 La densité de probabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .14
1.3.5 L'électron en mécanique quantique . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .15
1.3.6 Les nombres quantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..15
1.3.6.1 Le nombre quantique principaln. . . . . . . . . . . . . . . . .16
1.3.6.2 Le nombre quantique secondaire ou azimutal?. . . . . . . . .16
1.3.6.3 Le nombre quantique magnétiquem: . . . . . . . . . . . . . .16
1.3.7 Les orbitales atomiques (O.A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .17
1.4 ATOMES POLYÉLECTRONIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
1.4.1 Le spin et la règle d'exclusion de Pauli. . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
1.4.1.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
1.4.1.2 Règle (principe) d'exclusion de PAULI . . . . . . . . . . .. .18
1.4.1.3 Les niveaux d'énergie et la règle de KLECHKOVSKY . . .. .19
1.4.1.4 Règle de HUND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
1.4.1.5 Structure électronique des atomes . . . . . . . . . . . . . .. .21
1.5 La classification périodique des éléments . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .22
1.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
1.5.2 Presentation actuelle du tableau périodique . . . . . . .. . . . . . . . . .22
1.6 Périodicité et propriétés générales des éléments de la classification périodique . . .24
1.6.1 Comportement chimique et position dans la C-P . . . . . . .. . . . . . .24
5 TABLE DES MATIÈRESCOURS DE CHIMIE-PCSI/MPSI/TSI-1.6.2 Potentiel d'ionisation (énergie d'ionisation) . . . .. . . . . . . . . . . . .25
1.6.2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
1.6.2.2 Evolution de l'énergie d'ionisation dans le T.P : . .. . . . . . .25
1.6.2.3 L'affinité électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.6.2.4 L'électronégativité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.6.2.4.1 Mulliken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
1.6.2.4.2 Pauling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
1.6.2.5 Les grandeurs géométriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
1.6.2.5.1 Rayon covalent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
1.6.2.5.2 Rayon métallique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
1.6.2.5.3 Rayon ionique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
1.6.2.5.4 Rayon de Van der Waals . . . . . . . . . . . . . . . .28
1.6.2.5.5 L'évolution dans le T-P . . . . . . . . . . . . . . . . .29
1.6.2.6 Nombre d'oxydation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
1.6.2.7 La polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
1.7 THÉORIE DE LEWIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
1.7.1 Representation de LEWIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..30
1.7.2 Liaison covalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
1.7.3 Règle de l'octet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
1.8 Théorie de Gillespie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .33
1.9 Polarité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..36
1.9.1 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
1.9.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
1.9.3 Forces d'interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .37
1.9.3.1 Interactions de Van Dear Waals . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
1.9.3.2 Liaison hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
1.9.3.3 Conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
1.9.4 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
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STRUCTURE DE LA MATIÈRE
1.1 Rappel
?On rappelle que l'atome est constitué d'un noyau et des électrons.?On appelle élément chimique l'entité qui se conserve lors des réactions chimiques; autrement
dit une entité caractérisée par son numéro atomique notéZ.Exemple : H
+;H-;1H;2H;3H ?Le numéro atomiqueZreprésente le nombre de protons etNle nombre de neutrons. ?On appelle nombre de masseAla somme des nucleons (A=Z+N).?On appelle isotopes d'un élément chimique des atomes ayant le mêmeZet différent parN( ou
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