1)- Déterminer la formule électronique d’un atome d’oxygène O (numéro atomique Z = 8).

2)- En déduire la formule et la charge d’un ion oxygène, appelé ion oxyde. Justifier.

1)- Formule électronique d’un atome d’oxygène O :

-  Z = 8

-  L’atome étant électriquement neutre, il possède 8 électrons.

-  Pour donner la structure électronique d’un atome, il faut répartir ses électrons sur les couches K, L, M.

-  Structure électronique : K ² L ⁶

2)- Charge d’un ion oxygène, appelé ion oxyde et justification :

-  Lorsqu’ils forment des ions, certains atomes gagent ou perdent un ou plusieurs électrons afin de posséder 2 électrons ou 8 électrons

sur leur couche électronique externe (de manière à respecter la règle du DUET ou de l’OCTET)

-  En perdant x électrons pour acquérir une structure électronique externe en DUET ou en OCTET, un atome A donne un cation A^x+.

-  En gagnant x électrons pour acquérir une structure électronique externe en DUET ou en OCTET, un atome A donne un anion A^x–.

-  L’élément oxygène est situé dans la colonne 16 (ou colonne 6 de la classification périodique réduite).

-  L’atome d’oxygène possède 6 e^– sur sa couche électronique externe.

-  L’ion monoatomique correspondant est l’ion oxygène O^{2 –} :

-  Il provient d’un atome d’oxygène ayant gagné 2 e^– (8 – 6 = 2)

-  L’ion oxygène acquiert ainsi la structure électronique du gaz rare qui le suit, le néon.

-  Il possède 8 électrons sur sa couche électronique externe, il respecte la règle de l’octet.

-  Il possède de ce fait, une plus grande stabilité que l’atome d’oxygène.

1)-  Quelles règles doivent respecter les atomes et les ions stables ?

2)- Quels sont les atomes et les ions stables parmi ceux dont lesformules électroniques sont données ci-dessous ?

a)-  He : K²

b)-  Li : K² L¹

c)-  F : K² L⁷

d)-  F ^– : K² L⁸

e)-  Ne : K² L⁸

f)-  Mg : K² L⁸ M²

g)-  Mg⁺ : K² L⁸ M¹

h)-  Mg²⁺ : K² L⁸

i)-  Ca²⁺ : K² L⁸ M⁸

1)- Règles à respecter pour être stable :

-  Au cours des transformations chimiques, les atomes tendent à acquérir la structure électronique du gaz rare de numéro atomique le plus proche :

-  Soit 2 électrons sur la couche électronique externe lorsque ce gaz rare est l'hélium :  c’est la règle du DUET.

-  Soit 8 électrons sur la couche électroniques externe, c’est la règle de l’OCTET.

-  Ils acquièrent de ce fait une stabilité maximale.

-  Pour satisfaire à ces règles, les atomes disposent de 2 moyens :

-  Soit par un transfert d’électrons entre deux atomes différents pour donner des ions,

-  Soit par la mise en commun d’électrons entre différents atomes pour donner des molécules.

2)- Atomes et les ions stables :

1)- Atomes dont les éléments appartiennent à une même période de la classification périodique.

-  Ces atomes appartiennent à la 1^ier période : remplissage de la couche K.

-  Ces atomes appartiennent à la 2^ième période : remplissage de la couche L.

-  Ces atomes appartiennent à la 3^ième période : remplissage de la couche M.

2)- Atomes dont les éléments appartiennent à une même colonne de la classification et localiser cette colonne pour chaque groupement.

-  Ces atomes possèdent 1 électrons sur la couche électronique externe.

-  Ils appartiennent à la Colonne 1.

-  Ces atomes possèdent 5 électrons sur la couche électronique externe.

-  Ils appartiennent à la Colonne 5 de la classification réduite (Colonne 15 de la classification).

-  Ces atomes possèdent 6 électrons sur la couche électronique externe.

-  Ils appartiennent à la Colonne 6 de la classification réduite (Colonne 16 de la classification).

-  Ces atomes possèdent 2 électrons (DUET) et 8 électrons (OCTET) sur la couche électronique externe.

-  Ils possèdent une grande stabilité chimique.

-  Ce sont des gaz monoatomiques, on les appelle les gaz rares.

-  Ils appartiennent à la Colonne 8 de la classification réduite (Colonne 18 de la classification)

Cliquer sur l'image pour l'agrandir  

Un élément, noté X, est situé dans la troisième période et à la colonne 15 de la classification périodique.

1)- Prévoir la charge et la formule chimique des ions monoatomiques de cet élément.

2)- Identification et formule :

a)-  Identifier X et repérer le nom et le symbole des éléments de sa famille à l’aide de la classification périodique

b)-  Écrire la formule chimique des ions monoatomiques de ces éléments.

Classification périodique

Cliquer sur l'image pour l'agrandir  

 Un élément, noté X, est situé dans la troisième période et à la colonne 13 de la classification périodique.

1)- Charge et la formule chimique des ions monoatomiques de cet élément.

-  Comme il appartient à la troisième période et à la colonne 13,

-  Le nombre d’électrons de la couche externe se déduit du numéro de la colonne de la classification périodique à laquelle il appartient.

-  il possède 3 électrons sur sa couche électronique externe.

-  La structure électronique de cet élément est :

-  K² L⁸ M³

-  L’atome de la colonnes 13 de la classification a 3 électrons sur la couche électronique externe.

-  Il peut perdre 3 électrons pour donner un cation de formule :

-  X^{3 +} 

2)- Identification et formule :

a)-  Identification de X et repérage du nom et du symbole des éléments de sa famille à l’aide de la classification périodique.

-  X est l’aluminium. Symbole Aℓ.

Cliquer sur l'image pour l'agrandir

-  Les éléments de sa famille chimique sont : le bore B, le gallium Ga, l’indium In et le thallium Tℓ

b)-  Formule chimique des ions monoatomiques de ces éléments.

-  Comme ils appartiennent à la même colonne, les formules chimiques des ions monoatomiques sont similaires :

-  B³⁺, Al³⁺, Ga³⁺, In³⁺, Tℓ³⁺

L’iodure d’aluminium est un solide constitué d’ions iodure et d’ions aluminium.

Le soufre appartient à la colonne 16 de la classification et le chlore à la colonne 17.

1)- Quelle est la formule d’un ion iodure ? Justifier.

2)- Quelle est la formule d’un ion aluminium ? Justifier.

3)- Pourquoi l’iodure d’aluminium a-t-il pour formule AℓI₃ ?

4)- En déduire la formule du chlorure d’aluminium.

5)- Établir la formule du solide ionique contenant les ions sulfure et aluminium.

1)- Formule d’un ion iodure et justification.

-  L’iode est un halogène et l’aluminium appartient à la colonne 13 de la classification périodique.

-  Les éléments de la colonne 17 constituent la famille des Halogènes.

-  Ces éléments possèdent la même structure électronique externe à 7 électrons.

-  Ils existent sous la forme de molécules diatomiques :

-  Le difluor, le dichlore (gaz jaune-vert), le dibrome (liquide jaune-orangé), le diiode (solide violet foncé).

-  Ils donnent des ions : F ^– ; Cl ^– ; Br ^– ; I ^–

-  L’atome d’iode possède 7 électrons sur sa couche électronique externe (couche O)

-  L’ion iodure provient d’un atome d’iode ayant gagné 1 électron :

-  L’ion iodure acquiert ainsi la structure du Xénon (gaz rare).

-  Il respecte la règle de l’OCTET et possède une grande stabilité.

-  Formule de l'ion iodure : I ^–

2)- Formule d’un ion aluminium et justification.

-  L’aluminium appartient à la colonne 13 de la classification périodique.

-  L’atome d’aluminium possède donc trois électrons sur sa couche électronique externe.

-  Pour acquérir la formule électronique du gaz rare le plus proche (Ne)

-  et respecter la règle de l’octet,

-  il perd 3 électrons pour former l’ion aluminium Aℓ³⁺.

3)- Formule de l’iodure d’aluminium : AℓI₃ 

-  Un cristal ionique est un assemblage compact et ordonné d’ions (cations et anions).

-  Un cristal ionique est globalement électriquement neutre.

-  Il possède autant de charges positives que de charges négatives.

-  Dans l’écriture de la formule d’un solide ionique, les charges ne figurent pas.

-  Par convention, on choisit les plus petits indices qui assurent l’électroneutralité du cristal.

-  La formule d’un cristal ionique est une formule statistique

-  La formule statistique indique la nature et la proportion des ions présents dans le cristal sans mentionner les charges.

-  Comme le cristal est un assemble compact et ordonné d’ions aluminium III, Aℓ³⁺ et d’ions iodure I ^–

-  Il faut trois ions iodure pour un ion aluminium III :

-  Formule statistique du cristal : AℓI₃

4)- Formule du chlorure d’aluminium :

-  Comme le cristal est un assemble compact et ordonné d’ions aluminium III, Aℓ³⁺ et d’ions chlorure Cl ^–

-  Il faut 3 ions chlorure pour 1 ion aluminium III :

-  Formule statistique du cristal : AℓCl₃

5)- Formule du solide ionique contenant les ions sulfure et aluminium :

-  le cristal est un assemble compact et ordonné d’ions aluminium III, Aℓ³⁺ et d’ions sulfure S ^2–.

-  Il faut 3 ions sulfure (3 x 2 – = 6 –)

-  pour 2 ions aluminium (2 x 3+ = 6+).

-  Formule statistique du cristal : Aℓ₂S₃