L'atome de Fer
Durée : 10 mn
Note maximale : 3
Question
Etablir la configuration électronique de l'atome de fer (Z = 26).
Calculer les charges effectives pour les électrons peuplant les orbitales 3d et 4s.
Tableau des constantes d'écran sauf écran 1s/1s (0,31)
Solution
Tableau des constantes d'écran sauf écran 1s/1s (0,31)
Le fer appartient à la première série des éléments de transition.
Le gaz rare précédent est l'argon (Ar : Z = 18).
Il possède donc 26 - 18 = 8 électrons de valence à répartir sur les sous-couches 3d et 4s suivant la règle de Klechkovski.
Sa configuration est alors\((\textrm{Ar})~3\textrm{d}^{6}~4\textrm{s}^{2}\)
L'écran pour une orbitale 4s est
\(\sigma = 10~\times~1 + 8~\times~\mathrm{0,85} +6~\times~1+ 1~\times~\mathrm{0,35} = \mathrm{23,15}\)
La charge effective est
\(Z^{*} = 26 - \mathrm{23,15} = \mathrm{2,85}\)
L'écran pour une orbitale 3d est
\(\sigma = 2~\times~1 + 8~\times~\mathrm{0,85} + 5~\times~\mathrm{0,35}+8~\times~1 = \mathrm{18,55}\)
La charge effective est
\(Z^{*} = 26 - \mathrm{18,55} = \mathrm{7,45}\)
Les orbitales 3d sont beaucoup moins écrantées que l'orbitale 4s. Les électrons 4s sont donc moins liés à l'atome que les électrons 3d.