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Calculateur de configuration électronique

En bref : obtenez la configuration électronique de tout élément ou ion, en notation complète et abrégée (gaz noble), exceptions comme Cr et Cu comprises. Gratuit, il fonctionne dans votre navigateur web, sans téléchargement.

Choisissez un élément et, si besoin, une charge ionique pour obtenir la configuration électronique de l'état fondamental en notation complète et abrégée (gaz noble), un diagramme en cases quantiques, le nombre d'électrons par couche et le nombre d'électrons non appariés. Les exceptions connues comme Cr, Cu, Pd et Au sont prises en compte.

Réponse rapide : le fer (Fe, Z = 26) a pour configuration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 = [Ar] 3d6 4s2. Fe3+ perd d'abord les électrons 4s : [Ar] 3d5.
Les résultats s'affichent ici.

Comment utiliser le calculateur de configuration électronique

  1. Saisissez un symbole (Cu), un nom (cuivre) ou un numéro atomique (29).
  2. Pour un ion, indiquez sa charge : 2 pour Cu2+, -1 pour Cl−.
  3. Lisez la notation abrégée (gaz noble) et la configuration complète. Les orbitales sont classées par couche (3d avant 4s).
  4. Utilisez le diagramme orbitalaire pour compter les électrons non appariés et prévoir si l'atome ou l'ion est paramagnétique.

Exemples résolus

Oxygène (Z = 8)

1s2 2s2 2p4 = [He] 2s2 2p4

Deux électrons 2p non appariés (règle de Hund).

Cuivre (Z = 29), une exception

Le principe de l'Aufbau prévoit [Ar] 3d9 4s2

Réelle : [Ar] 3d10 4s1

Cu2+ = [Ar] 3d9

Ion fer(III), Fe3+

Fe = [Ar] 3d6 4s2 ; retirer 2 × 4s puis 1 × 3d

Fe3+ = [Ar] 3d5 (5 non appariés)

Comment se construisent les configurations électroniques

Les électrons remplissent les orbitales par ordre d'énergie croissante (principe de l'Aufbau), selon la règle de Klechkowski (n + l) :

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p

Chaque orbitale contient deux électrons de spins opposés (principe d'exclusion de Pauli), et les électrons occupent une à une les orbitales d'une même sous-couche avant de s'apparier (règle de Hund). Les capacités sont s = 2, p = 6, d = 10 et f = 14.

Exceptions : Cr, Cu et autres

Une vingtaine d'éléments ont un état fondamental mesuré qui s'écarte de l'ordre simple, généralement parce qu'une sous-couche d ou f à moitié ou complètement remplie est plus basse en énergie. Les plus courants sont Cr ([Ar] 3d5 4s1), Cu ([Ar] 3d10 4s1), Mo, Ag, Pd ([Kr] 4d10), Pt, Au, La, Ce, Gd et plusieurs actinides. Pour ceux-ci, le calculateur utilise les états fondamentaux expérimentaux (NIST).

Ions

Les anions ajoutent des électrons dans la prochaine orbitale disponible (Cl− = [Ar]). Les cations des métaux de transition perdent leurs électrons s externes avant les électrons d : Fe2+ est donc [Ar] 3d6 et non [Ar] 3d4 4s2.

Explorez les tendances du tableau avec le tableau périodique interactif.

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Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'une configuration électronique ?

Elle indique comment les électrons d'un atome se répartissent dans les orbitales, par exemple 1s2 2s2 2p4 pour l'oxygène. Les exposants donnent le nombre d'électrons de chaque sous-couche.

Qu'est-ce que la notation abrégée (gaz noble) ?

Une écriture abrégée qui remplace les électrons de cœur par le gaz noble précédent entre crochets : le sodium 1s2 2s2 2p6 3s1 devient [Ne] 3s1.

Pourquoi le cuivre est-il 3d10 4s1 et non 3d9 4s2 ?

Une sous-couche 3d complètement remplie est particulièrement stable : un électron 4s passe donc en 3d. Le chrome fait de même pour atteindre une sous-couche 3d5 à moitié remplie.

Quels électrons sont retirés en premier lors de la formation d'un cation ?

Les électrons de la couche principale la plus élevée sont retirés en premier. Pour les métaux de transition, les électrons 4s partent avant les électrons 3d.

Comment trouver le nombre d'électrons de valence ?

Pour les éléments des groupes principaux, comptez les électrons de la couche externe (n le plus élevé). Par exemple, [Ne] 3s2 3p5 pour le chlore donne 7 électrons de valence.

Quelle est la configuration électronique de Fe3+ ?

[Ar] 3d5. Le fer est [Ar] 3d6 4s2, et les trois électrons retirés sont les deux électrons 4s et un électron 3d.

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