PCSI/Chimie
Travail pour les vacances d’automne et devoir libre de chimie n°2
Le DS de chimie du samedi 9 novembre portera sur les cours d’atomistique (chapitres les atomes, la
classification périodique et les molécules) et sur le cours de chimie organique (début du chapitre description
des molécules organiques, TP et fiches du cahier de TP vues ensemble).
Pour préparer ce DS, vous devez, après avoir retravaillé votre cours et tous les exercices traités en classe,
rédiger sur feuille le devoir libre ci-dessous (sujet de DS de l’an dernier). Lors de la deuxième semaine de
vacances, une correction détaillée de ce devoir sera mis en ligne sur mon site (pcsiencpb.free.fr) et vous
devrez vous autocorriger (corrections et modifications à mettre en couleur, pensez à laisser de la place entre
les questions pour que le travail reste propre). Votre copie corrigée devra impérativement être remise dans
ma boîte aux lettres (n°75) le lundi 4 novembre.
Pensez également au travail de révisions de votre cours de stéréochimie de Terminale. Le QCM n°3 qui porte
sur ce thème doit être complété avant la fin des vacances.
L’oxygène
Extrait de la page « Oxygène » de l’élémentarium (https://www.lelementarium.fr/element-fiche/oxygene/)
Sans oxygène pas de feu ! C’est ce qui se passe lorsqu’un verre est retourné sur une bougie. La flamme
consomme l’oxygène de sa prison de verre, et s’éteint dès qu’elle n’en a plus. C’est Antoine Lavoisier qui
identifia l’oxygène comment élément essentiel à toute combustion mettant ainsi à mal la théorie
phlogistique selon laquelle le « feu » était présent dans la matière. L’oxygène devient liquide à -218°C et est
tellement paramagnétique qu’un aimant suffisamment puissant peut être mis en lévitation entre ses pôles.
L’oxygène est l’élement le plus abondant de la surface de la terre. Il représente 86% des océans sous forme
de molécules d’eau et la moitié de la masse de la terre. Son nom vient du grec oxu signifiant acide et gennân
signifiant engendrer. C’est Antoine de Lavoisier qui le baptisa ainsi pensant qu’il était présent dans tous les
acides.
L’oxygène est l’élément caractérisé par le numéro atomique Z = 8.
1. L’oxygène existe sous la forme de trois isotopes de nombres de masse respectifs 16, 17 et 18. Après
avoir rappelé la définition du terme « isotope », préciser la composition du noyau de chacun des isotopes de
l’oxygène. Savez-vous lequel est le plus stable ?
2. Etablir la configuration électronique de l’atome d’oxygène à l’état fondamental. Le diagramme
énergétique sera donné ainsi que le nom et l’énoncé des trois règles d’élaboration de cette configuration.
3. Identifier les électrons de cœur et de valence de cet atome. Pour les électrons de valence, préciser la
valeur des quatre nombres quantiques qui leurs sont associés.
L’oxygène est situé dans la colonne 16 du tableau périodique, famille des chalcogènes.
4. Citer deux autres familles chimiques du tableau périodique. Donner deux exemples d’éléments pour
chacune de ces familles.
La colonne 16, tout comme les trois colonnes précédentes du tableau, n’est pas très représentative de l’idée
que l’on se fait d’une famille chimique. Ces quatre colonnes sont en particulier traversées par la diagonale
des métalloïdes.