Structure électronique des ions les plus courants - Règles du duet et de l'octet
Définition : Duet et octet
En physique quantique, deux configurations électroniques sont particulièrement stables.
Si la couche K est la couche externe : deux électrons (duet) sur cette couche, soit (K)2.
Si la couche K n'est pas la couche externe : huit électrons (octet) sur la couche externe, soit (K)2(L)8 ou (K)2(L)8(M)8 par exemple.
Règle du duet et de l'octet - Application à la formation des ions monoatomiques
Un ion monoatomique est formé à partir d'un atome unique qui présente un excès ou un défaut d'électron.
La règle du duet ou de l'octet stipule la chose suivante :
Un atome a tendance à former un ion monoatomique en cédant ou capturant un ou plusieurs électrons de façon à acquérir une structure électronique externe en duet ou en octet.
Exemple : Formation de l'ion lithium
L'élément chimique lithium Li a pour numéro atomique \(Z=3\).
Sa structure électronique est donc (K)2(L)1.
Le lithium a tendance à former un ion Li+. Cet ion est un cation, portant une charge élémentaire positive. Il comporte donc un électron de moins que l'atome, soit 2 électrons au total.
La structure électronique de l'ion lithium Li+ est donc \(\mathbf{\left( K \right)^2}\). Cette structure électronique suit la règle du duet.
Exemple : Ion oxygène
L'atome d'oxygène O a pour numéro atomique \(Z=8\).
Sa structure électronique est donc (K)2(L)6.
Pour acquérir une structure électronique en octet, il lui manque deux électrons.
L'ion monoatomique formé possède donc 10 électrons, sa structure électronique est donc (K)2(L)8.
Par rapport à l'atome d'oxygène, cet ion possède deux électrons de plus, il porte donc une charge électrique -2e.
On le note donc \(\mathbf{O^{2-}}\).