Électrons de valence de chaque élément

Les électrons de la couche externe, la règle du groupe qui les prédit et où cette règle cesse de valoir.

Les électrons de valence sont ceux de la couche la plus externe, les seuls qui font vraiment de la chimie. Le caractère entier d'un atome se résume à combien il en a et à combien il lui en manque pour compléter sa couche : le sodium en a un dont il préférerait se débarrasser, et il en manque un au chlore, qui le prendra au sodium. C'est de là que vient le sel de table.

La règle du groupe

Pour les éléments représentatifs, le numéro de colonne donne directement la réponse : les groupes 1 et 2 ont 1 et 2 électrons de valence, et du groupe 13 au groupe 18, on prend le numéro de groupe moins dix. Le groupe 16 en a 6, le 17 en a 7 et le 18 en a 8, une couche complète, ce qui explique justement pourquoi les gaz nobles ne font rien.

Où elle cesse de valoir

Dans les blocs d et f, les électrons s externes et les électrons d ou f internes ont des énergies proches, si bien que le nombre pouvant participer à la liaison dépend du composé. Plutôt que d'imprimer un nombre qu'il faudrait nuancer, ce tableau les marque comme « variable » et affiche leur configuration.

Électrons de valence de chaque élément
#	Tableau périodique	Électrons de valence	Configuration externe	Groupe	Couches
1	HHydrogène	1	1s¹	1	1
2	HeHélium	2	1s²	18	2
3	LiLithium	1	2s¹	1	2, 1
4	BeBéryllium	2	2s²	2	2, 2
5	BBore	3	2s² 2p¹	13	2, 3
6	CCarbone	4	2s² 2p²	14	2, 4
7	NAzote	5	2s² 2p³	15	2, 5
8	OOxygène	6	2s² 2p⁴	16	2, 6
9	FFluor	7	2s² 2p⁵	17	2, 7
10	NeNéon	8	2s² 2p⁶	18	2, 8
11	NaSodium	1	3s¹	1	2, 8, 1
12	MgMagnésium	2	3s²	2	2, 8, 2
13	AlAluminium	3	3s² 3p¹	13	2, 8, 3
14	SiSilicium	4	3s² 3p²	14	2, 8, 4
15	PPhosphore	5	3s² 3p³	15	2, 8, 5
16	SSoufre	6	3s² 3p⁴	16	2, 8, 6
17	ClChlore	7	3s² 3p⁵	17	2, 8, 7
18	ArArgon	8	3s² 3p⁶	18	2, 8, 8
19	KPotassium	1	4s¹	1	2, 8, 8, 1
20	CaCalcium	2	4s²	2	2, 8, 8, 2
21	ScScandium	variable	4s² 3d¹	3	2, 8, 9, 2
22	TiTitane	variable	4s² 3d²	4	2, 8, 10, 2
23	VVanadium	variable	4s² 3d³	5	2, 8, 11, 2
24	CrChrome	variable	3d⁵ 4s¹	6	2, 8, 13, 1
25	MnManganèse	variable	4s² 3d⁵	7	2, 8, 13, 2
26	FeFer	variable	4s² 3d⁶	8	2, 8, 14, 2
27	CoCobalt	variable	4s² 3d⁷	9	2, 8, 15, 2
28	NiNickel	variable	4s² 3d⁸	10	2, 8, 16, 2
29	CuCuivre	variable	4s¹ 3d¹⁰	11	2, 8, 18, 1
30	ZnZinc	variable	4s² 3d¹⁰	12	2, 8, 18, 2
31	GaGallium	3	4s² 3d¹⁰ 4p¹	13	2, 8, 18, 3
32	GeGermanium	4	4s² 3d¹⁰ 4p²	14	2, 8, 18, 4
33	AsArsenic	5	4s² 3d¹⁰ 4p³	15	2, 8, 18, 5
34	SeSélénium	6	4s² 3d¹⁰ 4p⁴	16	2, 8, 18, 6
35	BrBrome	7	4s² 3d¹⁰ 4p⁵	17	2, 8, 18, 7
36	KrKrypton	8	4s² 3d¹⁰ 4p⁶	18	2, 8, 18, 8
37	RbRubidium	1	5s¹	1	2, 8, 18, 8, 1
38	SrStrontium	2	5s²	2	2, 8, 18, 8, 2
39	YYttrium	variable	5s² 4d¹	3	2, 8, 18, 9, 2
40	ZrZirconium	variable	5s² 4d²	4	2, 8, 18, 10, 2
41	NbNiobium	variable	5s¹ 4d⁴	5	2, 8, 18, 12, 1
42	MoMolybdène	variable	5s¹ 4d⁵	6	2, 8, 18, 13, 1
43	TcTechnétium	variable	5s² 4d⁵	7	2, 8, 18, 13, 2
44	RuRuthénium	variable	5s¹ 4d⁷	8	2, 8, 18, 15, 1
45	RhRhodium	variable	5s¹ 4d⁸	9	2, 8, 18, 16, 1
46	PdPalladium	variable	4d¹⁰	10	2, 8, 18, 18
47	AgArgent	variable	5s¹ 4d¹⁰	11	2, 8, 18, 18, 1
48	CdCadmium	variable	5s² 4d¹⁰	12	2, 8, 18, 18, 2
49	InIndium	3	5s² 4d¹⁰ 5p¹	13	2, 8, 18, 18, 3
50	SnÉtain	4	5s² 4d¹⁰ 5p²	14	2, 8, 18, 18, 4
51	SbAntimoine	5	5s² 4d¹⁰ 5p³	15	2, 8, 18, 18, 5
52	TeTellure	6	5s² 4d¹⁰ 5p⁴	16	2, 8, 18, 18, 6
53	IIode	7	5s² 4d¹⁰ 5p⁵	17	2, 8, 18, 18, 7
54	XeXénon	8	5s² 4d¹⁰ 5p⁶	18	2, 8, 18, 18, 8
55	CsCésium	1	6s¹	1	2, 8, 18, 18, 8, 1
56	BaBaryum	2	6s²	2	2, 8, 18, 18, 8, 2
57	LaLanthane	variable	6s² 5d¹	f	2, 8, 18, 18, 9, 2
58	CeCérium	variable	6s² 4f¹ 5d¹	f	2, 8, 18, 19, 9, 2
59	PrPraséodyme	variable	6s² 4f³	f	2, 8, 18, 21, 8, 2
60	NdNéodyme	variable	6s² 4f⁴	f	2, 8, 18, 22, 8, 2
61	PmProméthium	variable	6s² 4f⁵	f	2, 8, 18, 23, 8, 2
62	SmSamarium	variable	6s² 4f⁶	f	2, 8, 18, 24, 8, 2
63	EuEuropium	variable	6s² 4f⁷	f	2, 8, 18, 25, 8, 2
64	GdGadolinium	variable	6s² 4f⁷ 5d¹	f	2, 8, 18, 25, 9, 2
65	TbTerbium	variable	6s² 4f⁹	f	2, 8, 18, 27, 8, 2
66	DyDysprosium	variable	6s² 4f¹⁰	f	2, 8, 18, 28, 8, 2
67	HoHolmium	variable	6s² 4f¹¹	f	2, 8, 18, 29, 8, 2
68	ErErbium	variable	6s² 4f¹²	f	2, 8, 18, 30, 8, 2
69	TmThulium	variable	6s² 4f¹³	f	2, 8, 18, 31, 8, 2
70	YbYtterbium	variable	6s² 4f¹⁴	f	2, 8, 18, 32, 8, 2
71	LuLutécium	variable	6s² 4f¹⁴ 5d¹	f	2, 8, 18, 32, 9, 2
72	HfHafnium	variable	6s² 4f¹⁴ 5d²	4	2, 8, 18, 32, 10, 2
73	TaTantale	variable	6s² 4f¹⁴ 5d³	5	2, 8, 18, 32, 11, 2
74	WTungstène	variable	6s² 4f¹⁴ 5d⁴	6	2, 8, 18, 32, 12, 2
75	ReRhénium	variable	6s² 4f¹⁴ 5d⁵	7	2, 8, 18, 32, 13, 2
76	OsOsmium	variable	6s² 4f¹⁴ 5d⁶	8	2, 8, 18, 32, 14, 2
77	IrIridium	variable	6s² 4f¹⁴ 5d⁷	9	2, 8, 18, 32, 15, 2
78	PtPlatine	variable	6s¹ 4f¹⁴ 5d⁹	10	2, 8, 18, 32, 17, 1
79	AuOr	variable	6s¹ 4f¹⁴ 5d¹⁰	11	2, 8, 18, 32, 18, 1
80	HgMercure	variable	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰	12	2, 8, 18, 32, 18, 2
81	TlThallium	3	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p¹	13	2, 8, 18, 32, 18, 3
82	PbPlomb	4	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p²	14	2, 8, 18, 32, 18, 4
83	BiBismuth	5	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p³	15	2, 8, 18, 32, 18, 5
84	PoPolonium	6	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁴	16	2, 8, 18, 32, 18, 6
85	AtAstate	7	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁵	17	2, 8, 18, 32, 18, 7
86	RnRadon	8	6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶	18	2, 8, 18, 32, 18, 8
87	FrFrancium	1	7s¹	1	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
88	RaRadium	2	7s²	2	2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
89	AcActinium	variable	7s² 6d¹	f	2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
90	ThThorium	variable	7s² 6d²	f	2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
91	PaProtactinium	variable	7s² 5f² 6d¹	f	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
92	UUranium	variable	7s² 5f³ 6d¹	f	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
93	NpNeptunium	variable	7s² 5f⁴ 6d¹	f	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
94	PuPlutonium	variable	7s² 5f⁶	f	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
95	AmAméricium	variable	7s² 5f⁷	f	2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
96	CmCurium	variable	7s² 5f⁷ 6d¹	f	2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
97	BkBerkélium	variable	7s² 5f⁹	f	2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
98	CfCalifornium	variable	7s² 5f¹⁰	f	2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
99	EsEinsteinium	variable	7s² 5f¹¹	f	2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
100	FmFermium	variable	5f¹² 7s²	f	2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
101	MdMendélévium	variable	7s² 5f¹³	f	2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
102	NoNobélium	variable	7s² 5f¹⁴	f	2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
103	LrLawrencium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d¹	f	2, 8, 18, 32, 32, 9, 2
104	RfRutherfordium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d²	4	2, 8, 18, 32, 32, 10, 2
105	DbDubnium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d³	5	2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
106	SgSeaborgium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d⁴	6	2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
107	BhBohrium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d⁵	7	2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
108	HsHassium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d⁶	8	2, 8, 18, 32, 32, 14, 2
109	MtMeitnérium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d⁷ (calculated)	9	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
110	DsDarmstadtium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d⁸	10	2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
111	RgRoentgenium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d⁹	11	2, 8, 18, 32, 32, 17, 2
112	CnCopernicium	variable	7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰	12	2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
113	NhNihonium	3	5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p¹	13	2, 8, 18, 32, 32, 18, 3
114	FlFlérovium	4	7s² 7p² 5f¹⁴ 6d¹⁰	14	2, 8, 18, 32, 32, 18, 4
115	McMoscovium	5	7s² 7p³ 5f¹⁴ 6d¹⁰	15	2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
116	LvLivermorium	6	7s² 7p⁴ 5f¹⁴ 6d¹⁰	16	2, 8, 18, 32, 32, 18, 6
117	TsTennesse	7	7s² 7p⁵ 5f¹⁴ 6d¹⁰	17	2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
118	OgOganesson	8	7s² 7p⁶ 5f¹⁴ 6d¹⁰	18	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8

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Foire aux questions

Que sont les électrons de valence ?

Les électrons de valence sont ceux qui occupent la couche la plus externe d'un atome, assez proches de la surface pour participer aux liaisons. Pratiquement tout ce qu'un élément fait chimiquement dépend de combien il en a et de combien il lui en manque pour compléter sa couche.

Comment calcule-t-on le nombre d'électrons de valence ?

Pour les éléments représentatifs, on lit le numéro de groupe. Les groupes 1 et 2 ont 1 et 2 électrons de valence. Du groupe 13 au 18, c'est le numéro de groupe moins 10, donc le groupe 15 en a 5 et le groupe 17 en a 7. L'hélium fait exception : il est dans le groupe 18 mais n'en a que 2. On peut aussi compter les électrons de la couche de numéro le plus élevé dans la configuration électronique.

Combien d'électrons de valence ont les métaux de transition ?

Il n'y a pas de réponse unique correcte, c'est pourquoi ce tableau les marque comme variables. Leurs électrons s externes et leurs électrons d internes ont des énergies assez proches pour que les deux participent aux liaisons, et combien le font dépend du composé. Le fer en utilise deux dans Fe²⁺ et trois dans Fe³⁺.

Qu'est-ce que la règle de l'octet ?

La plupart des atomes représentatifs sont plus stables avec huit électrons de valence, c'est-à-dire avec les sous-couches s et p externes complètes, la configuration que possèdent déjà les gaz nobles. Les atomes gagnent, perdent ou partagent des électrons pour y parvenir, ce qui explique que le groupe 1 forme des ions 1+ et le groupe 17 des ions 1−. L'hydrogène et l'hélium se contentent de deux, et les éléments de la période 3 et au-delà peuvent dépasser huit.