La structure atomique est l'un des concepts fondamentaux de l'étude de la chimie. Il est essentiel de comprendre comment se forment les atomes et comment ils interagissent pour former des molécules. Dans ce chapitre, nous nous concentrerons sur un aspect spécifique de la structure atomique : l'affinité électronique.
L'affinité électronique est l'énergie libérée lorsqu'un atome neutre à l'état gazeux gagne un électron pour former un ion négatif. En d’autres termes, c’est l’énergie impliquée dans le processus d’ajout d’un électron à un atome. C'est une propriété périodique qui augmente de gauche à droite dans le tableau périodique et décroît de haut en bas dans un groupe. En effet, les atomes ayant une affinité électronique élevée ont tendance à gagner des électrons pour atteindre une configuration de gaz noble.
Pour comprendre l'affinité électronique, il est utile de commencer par comprendre la structure de base d'un atome. Un atome est composé d'un noyau central contenant des protons et des neutrons, ainsi que d'un nuage d'électrons qui orbite autour du noyau. Les électrons sont organisés en niveaux d'énergie ou couches, plus communément appelés orbitales.
La première orbitale, connue sous le nom d'orbitale s, peut contenir jusqu'à deux électrons. La suivante, l’orbitale p, peut contenir jusqu’à six électrons. L’orbitale d peut contenir jusqu’à dix électrons et l’orbitale f peut contenir jusqu’à quatorze électrons. Chaque orbitale est associée à un niveau d'énergie, et les électrons préfèrent occuper en premier les orbitales d'énergie la plus basse.
Cependant, non seulement les électrons remplissent en premier les orbitales d'énergie la plus basse, mais ils préfèrent également remplir les orbitales de manière à minimiser la répulsion entre les électrons. C'est ce qu'on appelle le principe d'exclusion de Pauli, qui stipule que chaque électron d'un atome doit avoir un ensemble unique de nombres quantiques.
Lorsqu'un atome gagne un électron, cet électron est ajouté à l'orbitale d'énergie disponible la plus élevée. Si cette orbitale contient déjà un électron, les deux électrons s’apparieront, ce qui entraînera une répulsion électronique supplémentaire. C'est ce qui rend l'énergie nécessaire pour ajouter un électron à un atome qui a déjà un électron apparié supérieure à l'énergie nécessaire pour ajouter un électron à un atome avec une orbitale vide.
L'affinité électronique est une propriété importante des atomes car elle influence la façon dont les atomes se combinent pour former des composés. Les atomes ayant une affinité électronique élevée ont tendance à gagner des électrons et à former des ions négatifs, tandis que les atomes ayant une affinité électronique faible ont tendance à perdre des électrons et à former des ions positifs.
En bref, l'affinité électronique est une mesure de l'énergie libérée lorsqu'un électron est ajouté à un atome. C'est une propriété fondamentale des atomes qui influence la manière dont ils se combinent pour former des composés. Comprendre l'affinité électronique et son lien avec la structure atomique est crucial pour comprendre la chimie à un niveau plus profond.
Nous espérons que ce chapitre a fourni un aperçu clair et compréhensible de l'affinité électronique et de la manière dont elle s'intègre dans la structure atomique. Dans le prochain chapitre, nous explorerons un autre aspect important de la structure atomique : l'énergie d'ionisation.
