2-16 Les éléments chimiques

2nde - 2014
Chapitre 16 : Les éléments chimiques
Ce chapitre fait appel à des notions du chapitre 2 : « De
l’atome à l’élément chimique » → À réviser !
R
Rèègglleess ddu
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T
Taaiillllee eett m
maassssee dd’’u
un
n aattoom
mee
Connaître et appliquer la règle du duet et de l’octet pour
rendre compte des charges des ions monoatomiques.
Savoir que la masse de l’atome est pratiquement égale à celle
de son noyau.
Tous les éléments des 3 premières lignes du tableau
périodique cherchent à avoir leur couche électronique
externe saturée.
TTAAAIIILLLLLLEEED
D
U
N
A
T
O
M
D’’U
UN
NA
AT
TO
OM
MEEE
Un atome peut être assimilé à une minuscule sphère, dont
l’ordre de grandeur du diamètre est de 10-10 à 10-9 m (la
taille des atomes varient selon l’élément considéré).
Le noyau d’un atome est 105 (100.000) fois plus petit que
l’atome lui-même.
M
D
N
U
C
O
N
MAAASSSSSSEEED
DEEESSSN
NU
UC
CLLLÉÉÉO
ON
NSSS
Les protons et les neutrons ont quasiment la même masse :
mnucléon = 1,67·10-27 kg
Cela explique la charge de certains ions monoatomiques et
le nombre de liaisons que peuvent former ces éléments.
Lorsque cette couche externe est la couche K, on dit que
les éléments obéissent à la règle du duet.
Lorsque cette couche externe est la couche L ou M, on dit
que ces éléments obéissent à la règle de l’octet.
IIO
O
N
M
O
N
O
A
T
O
M
Q
U
U
U
ON
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MO
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NO
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TO
OM
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UEEELLLSSS
M
D
C
T
R
O
N
MAAASSSSSSEEED
DEEESSSÉÉÉLLLEEEC
CT
TR
RO
ON
NSSS
Les éléments appartenant aux deux premières colonnes du
tableau périodique vont perdre les électrons de leur
couche externe pour obéir à la règle du duet ou de l’octet.
Un électron est environ 2.000 fois plus léger qu’un
nucléon.
Les éléments appartenant aux colonnes 16 et 17 vont, au
contraire, gagner des électrons pour obéir à cette règle.
M
D
U
N
A
T
O
M
MAAASSSSSSEEED
D’’U
UN
NA
AT
TO
OM
MEEE
La masse d’un atome est essentiellement celle de son
noyau. La masse des électrons d’un atome est négligeable.
Calculer la masse d’un atome
1. Il faut d’abord savoir combien de nucléons comporte
son noyau (protons + neutrons).
2. Il faut ensuite multiplier la masse d’un nucléon
(1,67·10-27 kg) par le nombre de nucléons contenus dans le
noyau. On néglige la masse des électrons de l’atome.
Déterminer la
monoatomique
charge
d’un
ion
1. Déterminer sa structure électronique : (K)x(L)y etc.
2. Déterminer combien d’électron(s) il doit perdre ou
gagner pour que sa couche externe soit saturée.
3. En déduire sa charge : perte de 1 ou 2 e– → charge + ou
2+ ; gain de 1 ou 2 e– → charge – ou 2–.
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LLee ttaabblleeaau
up
péérriiooddiiqqu
uee ddeess
éélléém
e
n
t
s
ments
Localiser, dans la classification périodique, les familles des
alcalins, des halogènes et des gaz nobles.
Utiliser une classification périodique pour retrouver la charge
des ions monoatomiques.
M
N
D
V
MEEEN
ND
DEEELLLEEEÏÏÏEEEV
V
Mendéléïev est le premier chimiste à avoir établi une
classification périodique des éléments (1869). Cela lui a
permis de prédire l’existence d’éléments non encore
découverts à son époque.
Petite histoire de Mendeleïev
LLAAACCCLLLAAASSSSSSIIIFFFIIICCCAAATTTIIIO
O
N
P
R
O
D
Q
U
A
C
T
U
ON
NP
PÉÉÉR
RIIIO
OD
DIIIQ
QU
UEEEA
AC
CT
TU
UEEELLLLLLEEE
Dans la classification actuelle, les éléments sont classés
par numéro atomique Z croissant.
Les éléments placés dans une même colonne ont le même
nombre d’électrons sur leur couche externe, ce qui leur
donne des propriétés chimiques voisines.
FFAAAM
M
C
H
M
Q
U
MIIILLLLLLEEESSSC
CH
HIIIM
MIIIQ
QU
UEEESSS
Les alcalins
Première colonne du tableau périodique (sauf H) : Li, Na,
K, etc. Métaux extrêmement réactifs à l’état atomique. Un
seul électron sur la couche externe. Forment des ions avec
une charge +.
Les halogènes
Avant dernière colonne du tableau : F, Cl, Br, I Un seul
électron célibataire sur la couche externe. Forment des
ions avec une charge –.
Gaz nobles
Dernière colonne du tableau périodique : He, Ne, Ar, etc.
Aucun électron célibataire. Les atomes de ces éléments ne
forment aucune liaison chimique, ni ion. Ils existent à
l’état de gaz monoatomique.
C
Coon
nsseerrvvaattiioon
n ddeess éélléém
meen
nttss
TP 16 : Conservation de l’élément Cu
Pratiquer une démarche expérimentale pour vérifier la
conservation des éléments au cours d’une réaction chimique.
Objectif : Montrer qu’au cours de différentes
transformations impliquant l’élément cuivre (Cu), celui-ci
est toujours présent.
Démarche : On a fait subir au cuivre plusieurs
transformations chimiques. On a commencé avec du
cuivre solide, qui est devenu du cuivre ionique, qui
finalement est redevenu solide.
Résultats : À chaque étape, on a mis en évidence la
présence de cuivre.
Conclusion : Lors d’une réaction chimique, les éléments
se transforment mais ne disparaissent pas.