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Chap. N° 04 |
Vers les entités chimiques stables. Exercices. |
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1)- Exercice 5 page 78 : Déterminer un numéro
atomique. 2)- Exercice 6 page 78 : Dénombrer les électrons
de valence. 3)- Exercice 7 page 78 : reconnaitre les
électrons de valence. 4)- Exercice 8 page 78 : dénombre les électrons de valence à l’aide du tableau périodique. 5)- Exercice 11 page 79 : Identifier un élément chimique à partir de sa position dans le tableau
périodique. 6)- Exercice 12 page 79 : Reconnaitre les éléments d’une même famille. |
1)- Exercice 5 page 78 : Déterminer un numéro atomique :
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Énoncé :
Déterminer un numéro atomique :
Déterminer, en
justifiant la réponse, le numéro atomique Z des atomes de
configuration électronique dans l’état fondamental :
a-
Oxygène O : 1s2 2s2
2p4
b-
Sodium Na : 1s2 2s2
2p6 3s1. |
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Correction :
Déterminer un numéro atomique :
-
Un atome
est électriquement neutre.
-
Son nombre
de protons est égal au nombre d’électron.
-
Configuration électronique dans l’état fondamental :
-
La configuration électronique d’un atome à l’état
fondamental décrit la répartition de
ses électrons dans les différentes sous-couches. a-
Oxygène O : 1s2 2s2 2p4
: dans ce cas, on répartit : 8 électrons.
-
Le numéro atomique de l’atome d’oxygène est
Z = 8. b-
Sodium Na : 1s2 2s2 2p6
3s1 : dans ce cas, on
répartit : 11 électrons.
-
Le numéro
atomique de l’atome de sodium est
Z = 11. |
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Énoncé :
Dénombre les électrons de valence.
Les
configurations électroniques à l’état fondamental de trois atomes
sont données ci-dessous.
a-
Oxygène O : 1s2 2s2
2p4 b-
Néon Ne: 1s2 2s2
2p6
c-
Phosphore P : 1s2 2s2
2p61s2 3s2 2p3 1-
Définir ce qu’est un électron de valence. 2-
Dénombrer les
électrons de valence de chaque atome. |
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Correction :
Dénombre les électrons de valence. 1-
Électron de valence :
-
Définition :
-
Pour Z ≤ 18, les électrons de valence sont
ceux qui occupent
la couche électronique de nombre n le plus
élevé. 2-
Nombre d’électrons de valence de chaque atome :
-
Cette
dernière est appelée couche électronique de valence, sa
configuration électronique se nomme configuration électronique
de
valence.
-
Oxygène
O
: 1s2 2s2 2p4 :
-
Couche
électronique de valence : 2s2 2p4 :
-
6
électrons de valence.
-
Néon
Ne : 1s2
2s2 2p6 :
-
Couche
électronique de valence : : 2s2 2p6 :
-
8
électrons de valence.
-
Phosphore P
: 1s2 2s2 2p61s2
3s2 3p3
-
Couche
électronique de valence : : 3s2 3p3 :
-
5
électrons de valence.
-
Remarque :
-
La
configuration électronique d’un atome à l’état fondamental décrit la
répartition de ses électrons dans les différentes sous-couches. |
3)- Exercice 7 page 78 : Reconnaitre les électrons de
valence :
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Énoncé :
Reconnaitre les électrons de valence : Associer à chaque atome sa configuration électronique à l’état fondamental sachant que les atomes d’azote N, de sodium Na et de silicium Si ont respectivement :
5, 1 et 4 électrons de
valence.
a-
1s2
2s2 2p6 3s1
b-
1s2
2s2 2p6 3s2 3p2
c-
1s2
2s2 2p3 |
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Correction :
Reconnaitre les électrons de valence :
-
Pour Z
≤ 18, les électrons de valence sont ceux qui occupent la couche
électronique de nombre n le plus élevé.
-
L’atome
d’azote N possède 5 électrons de valence,
-
La
configuration électronique à l’état fondamental qui lui est associé :
-
1s2
2s2 2p3
-
L’atome de
sodium Na possède 1
électron le valence.
-
La
configuration électronique à l’état fondamental qui lui est associé :
-
1s2
2s2 2p6 3s1
-
L’atome de
silicium Si possède 4
électrons le valence.
-
La
configuration électronique à l’état fondamental qui lui est associé :
-
1s2
2s2 2p6 3s2
3p2 |
4)- Exercice 8 page 78 : Dénombrer les électrons de
valence à l’aide du tableau périodique :
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Énoncé : Dénombrer les électrons de valence à
l’aide du
tableau périodique :
À l’aide du tableau périodique simplifié, ci-dessous,
dénombrer les électrons de valence d’un atome de soufre S et
d’un atome de bore B.
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Correction :
Dénombrer les électrons de valence à l’aide du
tableau périodique :
-
L’atome de
silicium Si est situé
dans :
-
La
deuxième période et la 14e colonne.
-
Sa
configuration électronique est :
-
1s2
2s2
2p6
3s2
3p2
-
Sa couche
électronique de valence :
-
3s2
3p2
-
Il possède
4 électrons de valence.
-
L’atome de
bore B est situé dans :
-
La
première période et la 13e colonne.
-
Sa
configuration électronique est :
-
1s2
2s2
2p1
-
Sa couche
électronique de valence :
-
2s2
2p1
-
Il possède
3 électrons de valence. |
5)- Exercice 11 page 79 : Identifier un élément chimique
à partir de sa position dans le tableau périodique :
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Énoncé : Identifier un élément chimique à partir de sa position dans le tableau périodique :
L’élément
fluor se localise dans le tableau périodique à la 2e
période et la 17e colonne. 1)-
Parmi les
configurations électroniques suivantes, préciser celle qui
correspond à un atome de fluor. a-
1s2
2s2
2p4
b-
1s2
2s2
2p5
c-
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
2)-
Donner le bloc dans lequel se trouve l’élément fluor. |
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Correction :
Identifier un élément chimique à partir de sa
position dans le tableau périodique : 3)-
Configuration électronique du fluor :
-
L’élément
fluor se localise dans le tableau périodique
-
à la 2e
période et la 17e colonne :
-
La deuxième période :
- Elle correspond au remplissage de la couche électronique -
n
= 2
-
1s2
2s2
2p5 4)-
Bloc dans lequel se trouve l’élément fluor :
-
Bloc
p.
-
Le bloc
p :
-
Il
correspond au remplissage des
sous-couches
p
(colonnes 13 à 18) |
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Énoncé :
Reconnaitre les éléments d’une même famille :
La configuration électronique de certains atomes est
donnée ci-dessous :
1)-
Les
différentes familles : a-
Identifier les éléments appartenant à une même
famille. b-
Identifier les
éléments appartenant à une même période. 2)- La famille des halogènes correspond aux éléments de la 17e colonne. Identifier les atomes appartenant à cette famille. |
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Correction :
Reconnaitre les éléments d’une même famille :
1)-
Les
différentes familles : a-
Éléments appartenant à une même famille :
-
Les
éléments appartenant à une même famille ont le même nombre
d’électrons de valence.
-
a (H),
e (Na), g (Li) :
-
b (He)
et f (Be): ?
-
Remarque :
L’hélium, He, de
configuration 1s2, est
une exception.
-
Il est
placé dans le
bloc
p car ses propriétés chimiques sont celles d’un gaz
noble.
-
c (F), h
(Cℓ), b-
Éléments appartenant à une même période :
-
Les
éléments appartenant à une même période ont des électrons qui
occupent des couches de nombre
n le plus élevé
identique :
-
a (H) et
b (He) ;
-
La première période :
elle correspond au
remplissage de la couche électronique n
= 1.
-
Soit la
sous-couche 1s qui est saturé à 2
électrons.
-
Elle
comprend 2 éléments (H et He)
-
c (F),
d (Ne), f (Be)
et g (Li) : deuxième
période
-
La deuxième période :
elle
correspond au remplissage de la couche électronique
n
= 2. - Soit la sous-couche 2s (saturé à 2 électrons) et
2p
(saturé à 6 électrons)
- Elle comprend 8 éléments (Li, Be, – 10 cases vides –B, C, N, O,
F, Ne)
2)-
Atomes
appartenant à la famille des halogènes :
-
c (F)
et h (Cl)
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Énoncé :
Prévoir la charge d’un ion :
Certaines
variétés de corindon sont des pierres précieuses.
Elles sont,
pour la plupart, composés d’ions monoatomiques issus d’atomes
d’aluminium Aℓ et d’oxygène O.
L’élément aluminium est situé dans la 13e
colonne du tableau périodique et l’élément oxygène dans la 16e.
-
Déterminer
les formules chimiques des ions monoatomiques stables que forment
les atomes d’aluminium et d’oxygène. |
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Correction :
Prévoir la charge d’un ion :
-
Ion
monoatomique formé à partir de l’atome d’aluminium : - Pour obtenir ma même configuration électronique que celle du gaz noble le plus proche,
les atomes peuvent gagner ou perdre un ou plusieurs
électrons afin de former des ions monoatomiques stables.
-
Ainsi,
l’atome d’aluminium Al, Z = 13, perd 3 électrons pour
obtenir la configuration électronique du néon
Ne.
-
On obtient
l’ion : Aℓ3+
-
Ion
monoatomique formé à partir de l’atome d’oxygène : - Pour obtenir ma même configuration électronique que celle du gaz noble le plus proche, l’atome d’oxygène gagner 2 électrons afin de former des
ions monoatomiques stables.
-
Ainsi,
l’atome d’oxygène, Z = 8,
gagne 2 électrons
pour obtenir la configuration électronique du néon
O.
-
On obtient
l’ion : O2– |
8)-
Exercice 17 page 79 : Utiliser la charge d’un ion :
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Énoncé :
Utiliser la charge d’un ion :
La chalcantite est un minéral qui contient des ions
sulfure S2–.
-
Déterminer, en justifier le numéro de
la colonne à laquelle
appartient l’élément soufre
S. |
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Correction :
Utiliser la charge d’un ion :
-
Colonne à
laquelle appartient l’élément soufre
S :
-
L’atome de
soufre S donne l’ion sulfure
S2–.
-
Cet ion
provient d’un atome de soufre ayant gagné 2 électrons.
-
Il
acquiert ainsi la configuration électronique du gaz rare qui le
suit.
-
Ce gaz
rare est situé dans la 18e colonne.
-
Le soufre
est donc situé dans la 16e colonne. |
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