2.5 : Disposition des électrons (modèle de la coquille)

Electrons de valence

La coquille de valence est la coquille la plus externe d’un atome dans son état non combiné, qui contient les électrons les plus susceptibles de rendre compte de la nature de toute réaction impliquant l’atome et des interactions de liaison qu’il a avec d’autres atomes. Les électrons de valence sont des électrons qui sont associés à un atome et qui peuvent participer à la formation d’une liaison chimique. Dans une liaison covalente simple, les deux atomes de la liaison apportent un électron de valence afin de former une paire partagée. La présence d’électrons de valence peut déterminer les propriétés chimiques de l’élément et sa capacité à se lier à d’autres éléments : Pour un élément du groupe principal, un électron de valence ne peut se trouver que dans la coquille électronique la plus externe.

Un atome avec une coquille fermée d’électrons de valence a tendance à être chimiquement inerte. Un atome avec un ou deux électrons de valence de plus qu’une coquille fermée est très réactif, car les électrons de valence supplémentaires sont facilement éliminés pour former un ion positif. Un atome avec un ou deux électrons de valence de moins qu’une coquille fermée est également très réactif, en raison d’une tendance soit à gagner les électrons de valence manquants (formant ainsi un ion négatif), soit à partager les électrons de valence (formant ainsi une liaison covalente).

Comme un électron dans une coquille interne, un électron de valence a la capacité d’absorber ou de libérer de l’énergie sous la forme d’un photon. Un gain d’énergie peut déclencher le déplacement (le saut) d’un électron vers une coquille extérieure ; on parle alors d’excitation atomique. L’électron peut même se libérer de la coquille de valence de l’atome auquel il est associé ; c’est l’ionisation, qui forme un ion positif. Lorsqu’un électron perd de l’énergie (provoquant ainsi l’émission d’un photon), alors il peut se déplacer vers une coquille intérieure qui n’est pas entièrement occupée.

Le nombre d’électrons de valence d’un élément peut être déterminé par le groupe du tableau périodique (colonne verticale) dans lequel l’élément est catégorisé. À l’exception des groupes 3-12 (les métaux de transition), le chiffre des unités du numéro de groupe identifie combien d’électrons de valence sont associés à un atome neutre d’un élément répertorié sous cette colonne particulière.

* La méthode générale de comptage des électrons de valence n’est généralement pas utile pour les métaux de transition.

** Sauf pour l’hélium, qui n’a que deux électrons de valence.