Les règles de Slater
Slater a proposé de remplacer la charge Z
e du noyau par une valeur Z’e qui est la charge apparente du noyau vis à vis
On considère que l’électron i joue
un rôle d’écran et minimise l’attraction
exercée par le noyau sur l’électron j.
Les électrons i et j sont situés sur la même couche électronique ou
i peut également être sur une couche
inférieure.
On considère que les électrons des couches supérieures sont ignorés et qu'ils ne minimisent pas l'attraction exercée par
le noyau sur l'électron j (σi→j = 0).
On groupe les électrons de l'atome considéré,
selon Slater : (s et p), (3d), (4f) .... attention, il s'agit de l'ordre des n
et
des sous couche
croissants et non de l'ordre
de remplissage
|
niveau de l'électron (i) qui joue un rôle écran |
|||||||||
σij |
1s |
2s 2p |
3s 3p |
3d |
4s 4p |
4d |
4f |
5s 5p |
||
niveau de l'électron considéré (j) |
1s |
0,30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2s 2p |
0,85 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
3s 3p |
1 |
0,85 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
3d |
1 |
1 |
1 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
4s 4p |
1 |
1 |
0,85 |
0,85 |
0,35 |
0 |
0 |
0 |
||
4d |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,35 |
0 |
0 |
||
4f |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,35 |
0 |
||
5s 5p |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,35 |
σij ou σi→j est le coefficient d’écran d’un électron i sur l’électron j.
Pour améliorer la correspondance entre les valeurs expérimentales et calculées, Slater a introduit
un nombre quantique apparent (n')
pour n = |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
on utilise n’ = |
1 |
2 |
3 |
3,8 |
4 |
4,2 |
Présentation sous forme de texte de la règle de Slater : |
L’énergie de l’électron situé sur le niveau n est donné par l'expression :
L’énergie électronique totale de l’atome est la somme des énergies de chacun des électrons (j) :
où nj est le nombre d’électrons d’un groupe de Slater. |
E
0 est l’énergie de l’électron 1s de l’atome d’hydrogène (- 13,6 eV).Les exercices vont permettre d'assimiler parfaitement ces règles qui sont, en fait, relativement simples.
Atomistique et liaison chimique
Structure électronique de l'atome
Exercices
Pr Robert Valls
robert.valls@univ-amu.fr