DS.3 : Atomes/Ions/Classification périodique Coefficient 3

2nde1
DS.3 : Atomes/Ions/Classification périodique Coefficient 3
CORRECTION
Exercice.1 :
On donne le numéro atomique Z des atomes suivants :
a) Carbone : O Z = 6 b) Argon : Ar Z = 18 c) Silicium : Si Z = 14
1) Déterminer leur nombre d’électrons. Justifier.
2) Donner leur configuration électronique.
3) Déterminer le nombre de leurs électrons externes.
4) Donner leurs positions dans la classification périodique (Ligne et colonne).Justifier.
1) Nombre d’électrons :
Le nombre d’électrons d’un atome est égal au nombre de protons soit Z :
a) Oxygène : O Z = 8 b) Argon : Ar Z = 18 c) Silicium : Si Z = 14
8 électrons 18 électrons 14 électrons
2) Configurations électroniques :
a) Oxygène : O Z = 8 b) Argon : Ar Z = 18 c) Silicium : Si Z = 14
(K)2(L)6 (K)2(L)8(M)8 (K)2(L)8(M)4
3) Nombre d’électrons externes :
D’après la configuration électronique, on peut lire :
a) Oxygène : O Z = 8 b) Argon : Ar Z = 18 c) Silicium : Si Z = 14
(K)2(L)6 (K)2(L)8(M)8 (K)2(L)8(M)4
6 électrons externes 8 électrons externes 4 électrons externes
4) Positions dans la classification périodique :
Oxygène : Argon :
2 couches électroniques : 2éme ligne 3 couches électroniques : 3éme ligne
6 électrons externes : 6ème colonne 8 électrons externes : 8ème colonne
Silicium :
3 couches électroniques : 3éme ligne
4 électrons externes : 4ème colonne
Exercice.2 :
On donne la configuration électronique des trois atomes suivants :
Hydrogène : H Oxygène : O Soufre : S
(K)1 (K)2 (L)6 (K)2 (L)8 (M)6
1) Compléter le remplissage des couches électroniques ci-dessous de chacun des trois atomes, en le désignant.
2) Combien d’électrons d’électron manque-t-il à chacun de ces atomes pour respecter la règle de l’octet ou du duet ?
3) Combien de liaisons covalentes chacun de ces trois atomes peut-il échanger ?
4) Quel est le point commun entre l’atome d’oxygène O et l’atome de soufre S ?
5) Quelle conclusion peut-on tirer de la question.4 quand à la position des deux atomes O et S dans la classification
périodique ? Justifier.

1) Remplissage des couches électroniques :
Hydrogène : H Oxygène : O Soufre : S
(K)1 (K)2(L)6 (K)2(L)8(M)6
2. Atome d’hydrogène : il lui manque 1 électron pour saturer sa couche K à 2 électrons (Règle du duet).
Atome d’oxygène : il lui manque 2 électrons pour saturer sa couche L à 8 électrons (Règle de l’octet).
Atome de soufre : il lui manque 2 électrons pour saturer sa couche L à 8 électrons (Règle de l’octet).
3. D’après la question 2, le nombre de liaisons que chacun des trois atomes peut échanger est :
 L’atome d’hydrogène : 1 liaison
 Atome d’oxygène : 2 liaisons
 Atome de soufre : 2 liaisons.
4. L’atome d’oxygène et celui de soufre ont le même nombre d’électrons externes, soit 6 électrons.
5. Ayant le même nombre d’électrons externes, les deux atomes d’oxygène et de soufre se trouvent dans la même
colonne du tableau périodique.
Exercice.3 :
On donne ci-dessous les configurations électroniques de certains atomes :
a) (K)2 (L)1 b) (K)2 (L)7 c) (K)2 (L)8 d) (K)2 (L)8 (M)1
e) (K)2 (L)8 (M)2 f) (K)2 (L)8 (M)7 g) (K)2 (L)8 (M)8 h) (K)2 (L)2
1. Parmi les éléments correspondants à ces atomes, quels sont ceux qui appartiennent à une même famille chimique ?
Justifier.
2. Quels sont ceux qui appartiennent à la famille des gaz nobles ? Justifier.
3. Où se situe la famille des gaz nobles dans la classification périodique ?
.
1. Les éléments chimiques qui appartiennent à une même famille chimique possèdent le même nombre d’électrons
externes :
a) (K)2 (L)1 et d) (K)2 (L)8 (M)1 : un seul électron externe
e) (K)2 (L)8 (M)2 et h) (K)2 (L)2 : deux électrons externes.
b) (K)2 (L)7 et f) (K)2 (L)8 (M)7 : sept électrons externes.
c) (K)2 (L)8 et g) (K)2 (L)8 (M) : huit électrons externes.
2. Les éléments qui appartiennent à la famille des gaz nobles possèdent une couche électronique externe saturée,
soit à deux électrons (couche K) soit à huit électrons (couches L et M) :
Gaz nobles : c) (K)2 (L)8 et g) (K)2 (L)8 (M) (huit électrons externes).
3. Dans la classification périodique, la famille des gaz rares se situe dans la dernière colonne.
Exercice.4 :
La représentation symbolique d’un atome de chlore est 35
17Cl.
1. A quoi correspondent les deux nombres 35 et 17 ?
2. Donner la composition en neutrons, protons et électrons d’un atome de chlore. Justifier.
3. Donner la configuration électronique de l’atome de chlore.
4. Déterminer l’emplacement de l’atome de chlore dans la classification périodique (Ligne et colonne). Justifier.
5. Déterminer, en le justifiant, le nombre de liaisons covalentes échangées par l’atome de chlore dans une molécule.
6. La formule brute du chloroforme est CHCl3, donner la formule développée de cette molécule. Justifier.
7. Quel ion l’atome de chlore Cl est-il capable de former ? Justifier.
8. S’agit-il d’un cation ou un anion ? Justifier
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1.
35 correspond au nombre de nucléons (protons et neutrons) contenus dans le noyau de l’atome de chlore.
17 correspond au nombre de protons contenus dans le noyau.
2. Compositions de l’atome de chlore
 17 protons
 (35 – 17) neutrons, soit 18 neutrons.
 17 électrons, car le nombre d’électrons d’un atome est égal à celui des protons.
3. L’atome de chlore possède 17 électrons, sa configuration électronique est : (K)2(L)8(M)7.
4. Cet atome possède 3 couches électroniques : il est situé dans la troisième ligne.
Cet atome possède 7 électrons externes : il est situé dans la septième colonne.
5. Il manque un électron à l’atome de chlore pour saturer sa dernière couche à 8 électrons :
il échangera alors une liaison covalente dans une molécule.
6. Formule brute de la molécule de chloroforme CHCl3.
Cette molécule possède un atome de carbone, un atome d’hydrogène et 3 atomes de chlore.
D’après la question.5, l’atome de chlore échange une liaison covalente.
On sait que l’atome de carbone échange 4 liaisons covalentes, et l’atome d’hydrogène une liaison covalente.
La formule développée de cette molécule est alors :
7. Afin de saturer sa dernière couche à 8 électrons, l’atome de chlore peut gagner un électron et former l’ion
chlorure : Cl-
8. L’ion chlorure est chargé négativement, il s’agit d’un anion.
H
Cl
Cl
Cl
C