Que signifie règle de l'octet et règle du duet ?

◆ Quelques rappels sur la structure de l'atome et la répartition des électrons autour du noyau :

◆ Définition de la règle du duet :

◆ Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle du duet ?

◆ Comment les atomes concernés par la règle du duet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ?
◆ Evolution de l'atome d'hydrogène :
◆ Evolution de l'atome du lithium :
◆ Evolution de l'atome du béryllium :
◆ Définition de la règle de l'octet :

◆ Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle de l'octet ?
◆ Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc S ?
◆ Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc P ?

◆ Comment les atomes concernés par la règle de l'octet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ?
◆ Evolution de l'atome de sodium :
◆ Evolution de l'atome du calcium :
◆ Evolution de l'atome du fluor :

◆ Evolution de l'atome du chlore :

Pour bien comprendre la notion de la règle du duet et la règle de l'octet, il faut tout d'abord avoir quelques informations sur la structure de l'atome. Alors, de quoi un atome est-il composé ?

◆ Quelques rappels sur la structure de l'atome et la répartition des électrons autour du noyau :

Un atome est composé de deux parties distinctes : Une partie centrale et une partie périphérique. 

La partie centrale de l'atome est appelée noyau. Le noyau atomique contient des nucléons qui sont des particules de nature différente. Ce sont les protons et les neutrons. 

La partie périphérique de l'atome est appelée nuage électronique, le nuage électronique est formé des électrons, ces derniers sont des particules qui gravitent autour du noyau atomique.

Ce qui nous intéresse ici, c'est la partie périphérique de l'atome nommée nuage électronique qui est formé par un ensemble d'électrons gravitant autour du noyau atomique. Le nombre d'électrons d'un élément chimique est appelé numéro atomique et noté Z. Les électrons d'un atome se répartissent autour du noyau atomique sur différentes couches électroniques. Le nombre d'électrons pouvant se trouver sur chaque couche électronique est calculé selon la formule suivante : 2n² avec n le numéro de la couche concernée. La première couche électronique qui est la couche la plus proche du noyau est appelée la couche K, elle contient au maximum 2 électrons. La deuxième couche électronique est appelé couche L, elle contient au maximum 8 électrons. La troisième couche électronique est appelée couche M, elle contient au maximum 18 électrons. La quatrième couche électronique est appelée couche N, elle contient au maximum 32 électrons.    

◆ Définition de la règle du duet :

La règle du duet indique que quelques atomes auront tendance à s'associer en molécules ou se transformer en ions de telle façon que leur couche de valence (couche périphérique) possède 2 électrons afin d'avoir un état stable. C'est la première couche électronique K qui est concernée par la règle du duet. 

◆ Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle du duet ?

Les éléments chimiques qui obéissent à la règle du duet sont les premiers éléments du tableau périodique. Ces éléments sont tous les éléments qui ont le numéro atomique Z inférieur ou égal à 4. Dans le tableau périodique les éléments qui ont le numéro atomique Z inférieur ou égal à 4 sont l'hydrogène, l'hélium, le lithium et le béryllium.

Pour atteindre un état stable l'hydrogène, le lithium et le béryllium cherchent à obtenir la configuration électronique du gaz noble le plus proche et qui est l'hélium. Tous les éléments chimiques concernés par la règle du duet cherchent à avoir la configuration électronique (K)² de l'hélium.

◆ Comment les atomes concernés par la règle du duet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ? 

◆ Evolution de l'atome d'hydrogène :

Le numéro atomique Z de l'hydrogène est Z=1. Sa configuration électronique est (K)¹. L'hydrogène possède donc 1 seul électron sur son unique couche électronique qui est la couche K. Le gaz noble le plus proche de l'hydrogène est l'hélium He. La configuration électronique de l'hélium est (K)². Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique stable (K)² de l'hélium, l'hydrogène gagne 1 électron, son unique couche électronique K a donc 2 électrons, elle est donc plus saturée. L'hydrogène a obtenu donc la structure électronique (K)² qui est la même structure électronique de l'hélium, le gaz noble stable le plus proche de l'hydrogène. En gagnant 1 électron, l'hydrogène se transforme en ion hydrure H⁻ de structure électronique stable (K)². 

◆ Evolution de l'atome du lithium :

Le numéro atomique Z du lithium est Z=3. Sa configuration électronique est (k)²(L)¹. Le lithium possède donc 1 seul électron sur sa couche électronique externe qui est la couche L. Le gaz noble le plus proche du lithium est l'hélium He. La configuration électronique de l'hélium He est (K)². Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique stable (K)² de l'hélium, le lithium perd son seul électron externe se trouvant sur la couche L et garde seulement 2 électrons sur la couche K. Le lithium obtient donc la structure électronique (K)² qui est la même structure électronique de l'hélium, le gaz noble stable le plus proche du lithium. En perdant son seul électron externe, le lithium se transforme en ion Li⁺ de structure électronique stable (K)².  

◆ Evolution de l'atome du béryllium :

Le numéro atomique Z du béryllium est Z=4. Sa configuration électronique est (K)²(L)². Le béryllium possède donc 2 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche L. Le gaz noble le plus proche du béryllium est l'hélium He. La configuration électronique de l'hélium He est (K)². Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)² de l'hélium, le béryllium perd ses 2 électrons externes qui sont situés sur la couche L et garde seulement 2 électrons sur la couche K. Le béryllium obtient donc la structure électronique (K)² qui est la même structure électronique de l'hélium, le gaz noble stable le plus proche du béryllium. En perdant ses 2 électrons externes, le béryllium se transforme en ion Be²⁺ de structure électronique stable (K)².    

◆ Définition de la règle de l'octet :

La règle de l'octet indique que les atomes auront tendance à s'associer en molécules ou se transformer en ions de telle façon que leur couche de valence (couche périphérique) possède 8 électrons afin d'avoir un état stable. La règle de l'octet n'est applicable qu'aux éléments du groupe principal c'est-à-dire aux éléments chimiques du blocs S et P du tableau périodique de façon à avoir 8 électrons dans leur couche de valence.

◆ Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle de l'octet ?

La règle de l'octet est applicable aux éléments chimiques du groupe principal, c'est à dire, les éléments du bloc S et du bloc P du tableau périodique. Alors, quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc S et le bloc P du tableau périodique ?

◆ Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc S ?

Les éléments chimiques constituant le bloc S sont les éléments chimiques du groupe 1 et du groupe 2 du tableau périodique. Les éléments chimiques du groupe 1 sont les métaux alcalins tels que le sodium, le potassium etc... Ils sont caractérisés par l'existence d'un seul électron sur leur couche de valence. Les éléments chimiques du groupe 2 sont les alcalino-terreux tels que le magnésium, le calcium etc.. Ils sont caractérisés par la présence de 2 électrons sur leur couche de valence.

◆ Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc P ?

Les éléments chimiques constituant le bloc P sont les éléments chimiques du groupe 13 au groupe 18 du tableau périodique. Les éléments chimiques du bloc P font partie des familles suivantes : les métaux pauvres tel que l'aluminium, les métalloïdes tels que le bore, le silicium etc, les non-métaux tels que le carbone, l'azote, l'oxygène, le phosphore, le soufre et les halogènes tels que le fluor, le chlore, le brome etc.   

◆ Comment les atomes concernés par la règle de l'octet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ? 

◆ Evolution de l'atome de sodium :

Le numéro atomique Z du sodium est Z=11. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁸(M)¹. L'atome du sodium possède 1 électron sur sa couche électronique externe qui est la couche M. Le gaz noble le plus proche du sodium est le néon Ne. La configuration électronique du néon est (K)²(L)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸ du néon, l'atome du sodium doit perdre 1 électron, c'est le seul électron externe qui se trouve sur la couche L. Le sodium obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸ qui est la même structure électronique du néon, le gaz noble stable le plus proche du sodium. En perdant 1 électron, le sodium se transforme en ion Na⁺ de structure électronique (K)²(L)⁸.

◆ Evolution de l'atome du calcium :

Le numéro atomique Z du calcium est Z=20. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁸(M)⁸(N)². Le calcium possède 2 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche N. Le gaz noble le plus proche du calcium est l'argon Ar. La configuration électronique de l'argon est (K)²(L)⁸(M)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ de l'argon, le calcium doit perdre ses 2 électrons externes qui sont situés sur la couche N. Le calcium obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ qui est la même structure électronique de l'argon, le gaz noble stable le plus proche du calcium. En perdant 2 électrons, le calcium se transforme en ion Ca²⁺ de structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸.        

◆ Evolution de l'atome du fluor :    

Le numéro atomique Z du fluor est Z=9. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁷. Le fluor possède 7 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche L. Le gaz noble le plus proche du fluor est le néon Ne. La configuration électronique du néon est (K)²(L)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸ du néon, le fluor doit gagner 1 électron qui va se placer sur sa couche externe L. Le fluor obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸ qui est la même structure électronique du néon, le gaz noble stable le plus proche du fluor. En gagnant 1 électron, le fluor se transforme en ion F⁻ de structure électronique (K)²(L)⁸.        

◆ Evolution de l'atome du chlore :

Le numéro atomique Z du chlore est Z=17. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁸(M)⁷. Le chlore possède 7 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche M. Le gaz noble le plus proche du chlore est l'argon Ar. La configuration électronique de l'argon est (K)²(L)⁸(M)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ de l'argon, le chlore doit gagner 1 électron qui va se placer sur sa couche externe M. Le chlore obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ qui est la même structure électronique de l'argon, le gaz noble stable le plus proche du chlore. En gagnant 1 électron, le chlore se transforme en ion Cl⁻ de structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸. 

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