Vers les entités chimiques stables |
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L’élément silicium est présent dans la silice SiO2 et est également un constituant du siliciure de magnésium SiMg2. On fait l’hypothèse que la silice SiO2 et le
siliciure de magnésium SiMg2 sont formés d’ions
monoatomiques. 1.
Dénombrer les électrons de valence du
silicium. 2.
Déterminer la position de l’élément silicium
dans le tableau périodique. 3.
L’ion oxyde et ion silicium : a.
Écrire la formule chimique de l’ion oxyde.
Justifier. b.
En déduire la formule chimique de l’ion
silicium dans la silice SiO2. 4.
L’ion magnésium : a.
Écrire la formule chimique de l’ion
magnésium. b.
En déduire la charge électrique de l’ion
silicium dans le siliciure de magnésium SiMg2. 5.
L’atome de silicium : a.
Pourquoi dit-on que l’atome de silicium a un
comportement « surprenant » ? b.
Justifier cette particularité par sa
position dans le tableau périodique. 6.
En utilisant le tableau périodique, citer un
autre élément chimique dont l’atome présente une particularité
similaire.
-
Données :
-
Place de l’oxygène dans le tableau
périodique :
-
2e période et 16e
colonne.
-
Si (1s2 2s2
2p6 3s2 3p2)
-
Mg (1s2 2s2
2p6 3s2) |
L’inhalation involontaire de la fumée dégagée par un fumeur est dangereuse pour la santé. En effet, la fumée de tabac contient de l’acide cyanhydrique HCN métabolisé par l’organisme en ion thiocyanate SCN– qui, en milieu acide, donne de
l’acide thiocyanhydrique de formule brute HSCN. 1. Pour chaque schéma de Lewis ci-dessous, dresser un tableau recensant pour chaque atome de la molécule le nombre de doublets liants, de doublets non liants et d’électrons qui
entourent l’atome.
2.
Ces atomes respectent-ils la règle de
stabilité ? 3.
Étude des propositions : a.
Pour chacune des propositions, calculer
l’énergie nécessaire pour rompre toutes les liaisons de la molécule. b.
Comparer la stabilité des deux molécules. 4. Ces deux représentations correspondent à des molécules qui existent. Il est d’usage de dire que la molécule la moins présente est celle dans laquelle les atomes de carbone et de soufre partagent 4 électrons. Cette affirmation confirme-t-elle la
réponse de la question 3.b. ?
-
Données :
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Fumée du tabac (15 min) : Correction. 1.
Tableau recensant le nombre de doublets
liants, de doublets non liants et d’électrons qui entourent l’atome.
2.
Règle de stabilité : a)-
Règle de stabilité :
-
Au cours des transformations
chimiques, les atomes tendent à acquérir la même configuration
électronique que celle d’un gaz noble,
-
C’est-à-dire une configuration
électronique de valence en duet ou en octet.
-
Pour obtenir une configuration
électronique stable, les atomes forment :
-
Des ions
-
Ou des molécules.
-
Dans le cas d’une molécule :
-
Le nombre de doublets qu’un atome
partage avec ses voisins est sa covalence. - En formant des liaisons de covalence, chaque atome acquiert, en général, une structure électronique en octet (ou en duet),
semblable à celle du gaz noble le plus proche
dans la classification périodique.
-
Dans chaque molécule : - L’atome d’hydrogène H est entouré de 2 électrons. - Il possède la structure électronique de l’hélium He. - Il
respecte la règle de stabilité du Duet. - L’atome de carbone C est entouré de 8 électrons. - Il possède la structure électronique du néon Ne. - Il respecte
la règle de l’octet. - L’atome d’azote N est entouré de 8 électrons. - Il possède la structure électronique du néon Ne. - Il respecte
la règle de l’octet. - L’atome de soufre S est entouré de 8 électrons. - Il possède la structure électronique d’argon Ar. - Il respecte
la règle de l’octet. 3.
Étude des propositions : a.
Énergie nécessaire pour rompre toutes les
liaisons de la molécule.
-
Énergie de liaison de la molécule de
la proposition 1 :
-
Eℓ
(1) = Eℓ
(H
– N) +
Eℓ
(C
= N) +
Eℓ
(C
= S)
-
Eℓ
(1) = 390 + 615 + 430
-
Eℓ
(1) = 1,44 ×103 USI
-
Énergie de liaison de la molécule de
la proposition 2 :
-
Eℓ
(2) = Eℓ
(C
≡ N) +
Eℓ
(C
– S) +
Eℓ
(S
– H)
-
Eℓ
(2) = 890 + 272 + 364
-
Eℓ
(2) = 1,53 ×103 USI b.
Comparaison de la stabilité des deux
molécules.
-
Il découle de ceci que :
Eℓ (2) > Eℓ
(1)
-
La molécule de la proposition 2 est
plus stable que la molécule de la proposition 1.
-
Il est d’usage de dire que la
molécule la moins présente (la moins stable) est celle dans laquelle
les atomes de carbone et de soufre partagent 4 électrons.
-
Proposition 1 :
-
L’atome de soufre et l’atome de
carbone partagent 4 électrons.
-
Proposition 2 :
-
L’atome de soufre et l’atome de
carbone partagent 2 électrons.
-
Ceci est bien en accord avec le
résultat de la question 3.b. |
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