CH 05 La classification périodique.

Sciences physiques CH05 La classification périodique.
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CH 05 La classification périodique.
I- Le cortège électronique.
(en relation avec le TP Chimie N° 02 Classification
périodique)
1)- Couches électroniques.
2)- Règles de remplissage.
3)- Structure électronique d’un atome ou d’un ion.
II- Les structures électroniques stables.
1)- Les gaz nobles.
2)- Règles du DUET et de OCTET.
3)- Les ions monoatomiques.
III- Structure de la classification périodique.
1)- Description et principe.
2)- Les trois premières périodes.
3)- Étude de quelques familles.
4)- La famille des gaz nobles.
5)- Charge de quelques ions monoatomiques.
IV- Applications.
1)- QCM. QCM Questy
2)- Exercices. 1, 2, 6, 9, 16.
Exercices :
a)- Exercice 1 : établir la formule électronique
d’atomes.
b)- Exercice 2 : établir la formule électronique
d’ions.
c)- Exercice 6 : Classer les éléments.
d)- Exercice 9 : Exploiter les propriétés d’une
famille.
e)- Exercice 16 : Tableau périodique.

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I- Le cortège électronique. (en relation avec le TP Chimie N° 02 Classification périodique)
1)- Couches électroniques.
- Les électrons d’un atome ou d‘un ion se répartissent en couches. Chaque couche est caractérisé par
son numéro n (appelé nombre quantique).
- Chaque couche électronique est représentée par une lettre.
- Pour les atomes des éléments tels que 1 ≤ Z ≤ 18, les couches électroniques qui peuvent être
occupées sont les couches K, L, M.
- Les électrons de la première couche ( K ) sont les plus proches du noyau et plus liés à lui.
- À la dernière couche qui porte des électrons, on donne le nom de couche externe.
- Elle contient les électrons les moins liés au noyau : que l’on nomme les électrons périphériques.
2)- Règles de remplissage : Principe de Pauli
- Chaque couche ne peut contenir qu’un nombre limité d’électrons.
- La couche de rang n ne peut contenir que 2 n
2
électrons.
- Ainsi la couche K ne peut contenir au plus que : 2 électrons.
- La couche L, 8 électrons,
- Et la couche M, 18 électrons (en seconde, on se limite à 8 électrons sur la couche M).
- Les électrons de l’atome remplissent progressivement les différentes couches électroniques.
- Une couche électronique est saturée lorsqu’elle contient son nombre maximal d’électrons.
- Les électrons se placent d’abord dans la couche K,
- Puis quand celle-ci est saturée à 2 électrons, ils remplissent la couche L.
- Quand la couche L est saturée à 8 électrons, ils remplissent la couche M.
- L’état de l’atome obtenu en utilisant ce principe de remplissage est appelé : l’état fondamental.
3)- Structure électronique d’un atome ou d’un ion.
- Pour donner la structure électronique d’un atome, il faut répartir ses électrons sur les couches K,
L, M.
- Exemple : le magnésium Mg de numéro atomique Z = 12 peut donner des ions Mg
2+
. Donner la
structure électronique de l’atome et de l’ion :
- Pour l’atome : K
2
L
8
M
2
, la couche externe est la couche L. Pour l’ion : K
2
L
8
, la couche externe
est la couche M.
- Remarque : ce sont les électrons de la couche électronique externe qui déterminent la construction
des édifices chimiques.
- Ils sont responsables de la réactivité chimique d’un élément.

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II- Les structures électroniques stables.
1)- Les gaz nobles.
De façon générale, les atomes des éléments restent rarement isolés :
- Ils peuvent former des molécules ou des cristaux ioniques.
- Ils peuvent participer à des réactions chimiques, former des ions, des molécules.
- À l’état naturel, les éléments tels que l’hélium He, le néon Ne, l’argon Ar, le krypton Kr,..existent
à l’état atomique.
- Ils ne participent quasiment pas à des réactions chimiques, ne forment pas de molécules ou d’ions.
- On les appelle les gaz nobles ou les gaz rares. Ce sont des gaz monoatomiques.
- Ils sont gazeux dans les conditions ordinaires de température et de pression.
- Structure électroniques des premiers gaz nobles :
Z Premiers gaz nobles Structure électronique
La couche électronique externe apparaît en rouge
2
He
(Hélium)
K
(2)
10
Ne
(Néon)
K
(2)
L
(8)
18
Ar
(Argon)
K
(2)
L
(8)
M
(8)
36
Kr
(Krypton)
K
(2)
L
(8)
M
(18)
N
(8)
- Cette stabilité chimique est liée au fait que leur dernière couche électronique (couche
électronique externe) est saturée (pleine).
- Exemple : la couche électronique externe de l’hélium He contient 2 électrons (couche K qui est
saturée à 2 électrons.
- Les autres gaz rares possèdent 8 électrons sur leur couche électronique externe.
- On parle de structure en DUET : atome ou ion qui possède 2 électrons sur sa couche électronique
externe K .
- Et de structure en OCTET : atome ou ion qui possède 8 électrons sur sa couche électronique
externe.
2)- Règles du DUET et de OCTET .
- Ces règles ont été énoncées par Gilbert LEWIS (1875 – 1946) en 1916. Chimiste américain,
LEWIS a énoncé les règles permettant d’établir la structure électronique des atomes. En 1916, il
propose le modèle de la liaison de covalence et la règle de l’octet. Il est également l’auteur d’une
théorie des acides et des bases.
► Règles :
- 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 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.

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Remarque :
- 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.
3)- Les ions monoatomiques.
- 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 )
- Exemples :
Atome Z Structure électronique Structure de l’ion Symbole
de l’ion
Li 3 K
2
L
1
K
2
DUET Li
+
O 8 K
2
L
6
K
2
L
8
OCTET O
2 –
Ne 10 K
2
L
8
OCTET Pas d’ion
Na 11 K
2
L
8
M
1
K
2
L
8
OCTET Na
+
Mg 12 K
2
L
8
M
2
K
2
L
8
OCTET Mg
2 +
Cl 17 K
2
L
8
M
7
K
2
L
8
M
8
OCTET Cl
–
- Remarque :
- 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 –
.

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III- Structure de la classification périodique.
1)- Description et principe.