Exercices — Le cortège électronique et le tableau périodique

1. Carbone ($Z = 6$) : on place 6 électrons dans l’ordre $1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p$ :

$1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}$

2. Aluminium ($Z = 13$) : on place 13 électrons :

$1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{1}$

Vérification : $2+2+6+2+1 = 13$ ✓

Les électrons de valence sont ceux de la dernière couche occupée (le nombre le plus grand devant les lettres $s$ et $p$).

• Carbone : dernière couche occupée = couche 2, avec $2s^{2}\,2p^{2}$, soit $2 + 2 = \mathbf{4}$ électrons de valence.
• Aluminium : dernière couche occupée = couche 3, avec $3s^{2}\,3p^{1}$, soit $2 + 1 = \mathbf{3}$ électrons de valence.

1. On additionne : $2 + 2 + 6 + 2 = \mathbf{12}$ électrons.

2. L’atome est neutre, donc $Z = 12$ (c’est le magnésium).

3. Dernière couche occupée : couche 3 avec $3s^{2}$ → $\mathbf{2}$ électrons de valence — c’est ce qui explique que le magnésium forme facilement l’ion $\text{Mg}^{2+}$.

1. On place 11 électrons :

$1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{1}$

Vérification : $2+2+6+1 = 11$ ✓

2. Dernière couche occupée : couche 3 avec $3s^{1}$ → $\mathbf{1}$ électron de valence.

3. Le cours te donne les deux règles de lecture :

• le numéro de la période est le numéro de la dernière couche occupée : couche 3 → le sodium est dans la 3ᵉ période ;
• avec 1 électron de valence, il se trouve dans la première colonne : c’est la famille des alcalins.

Réflexe à retenir : configuration → dernière couche = ligne, électrons de valence = colonne. Ce double repérage tombe très souvent en contrôle.

1. On place 17 électrons dans l’ordre $1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p$ :

$1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{5}$

Vérification : $2+2+6+2+5 = 17$ ✓

2. Dernière couche occupée : couche 3 avec $3s^{2}\,3p^{5}$, soit $2 + 5 = \mathbf{7}$ électrons de valence. Le chlore est donc dans la 3ᵉ période, et ses 7 électrons de valence le placent dans l’avant-dernière colonne : la famille des halogènes.

3. Avec 7 électrons de valence, il ne lui en manque qu’un seul pour obtenir la configuration stable du gaz noble le plus proche, l’argon ($3s^{2}\,3p^{6}$). L’atome de chlore gagne donc 1 électron et forme l’ion chlorure $\text{Cl}^-$.

Astuce de vérification : un ion négatif a gagné des électrons, un ion positif en a perdu — ne l’inverse jamais !