Diagramme des niveaux d’énergie

A partir de la valeur de l’énergie électronique de l’orbitale 1s de l’atome d’hydrogène E₀ = -13,6 eV,
on défini les valeurs des énergies des orbitales des autres éléments.

On constate la dégénérescence (ils ont la même énergie) des niveaux 2, 3, … de l’atome d’hydrogène puisque :

- les courbes 2s et 2p         se rejoignent à    0,25 E₀ = - 3,4 eV
- les courbes 3s, 3p et 3d   se rejoignent à   0,11 E₀ = - 1,5 eV
- …

Par exemple, pour le 7^ème élément, l’Azote :

- l’orbitale 2s a une énergie de 1,4 E₀ = - 19 eV
- l’orbitale 2p a une énergie de 0,6 E₀ = - 8,2 eV

Les courbes sont tracées afin de montrer l'évolution de l'énergie des orbitales en fonction de Z, il ne s'agit pas de courbes
continues mais de séries de points correspondant aux éléments.

On constate que l’énergie de l’orbitale 3d n’évolue pas comme celle des orbitales s ou p.
En effet, pour le 21^ème élément E_4p = E_3d
puis pour le 22^ème E_4s = E_3d et
pour le 23^ème E_4s et 4p > E_3d et il a donc inversion des énergies à partir de l'élément 23.

Atomistique et liaison chimique           Structure électronique de l'atome           Exercices           

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Pr Robert Valls                                                                                                                                                        robert.valls@univ-amu.fr