Enoncé TD AR2 - CPGE Brizeux

PCSIBrizeux
TDAR2
Altmayer-Henzien2016-2017
Cequ’ilfautconnaître:
-Structuredelaclassification(périodes,colonne(=famillechimique:alcalins,alcalino-terreux,halogènes,
gaznobles,...),blocs)
-Définitiondurayonatomiqueetévolutiondansletableaupériodique
-Définitiondel'électronégativitéetévolutiondansletableaupériodique
Cequ'ilfautsavoirfaire:
-Citerlesélémentsdestroispremièrespériodesdelaclassificationetdelacolonnedes
Ex1,3
halogènes(nom,symboleetnuméroatomique)
-Relierlapositiond'unélémentdansletableaupériodiqueàlaconfigurationélectronique
Ex1,2,3,4
del'atome
- Positionner les métaux dans la classification, et en connaître quelques propriétés
Ex3
caractéristiques
- Relier le caractère oxydant ou réducteur d'un corps simple à l'électronégativité de
Ex2,3
l'élément
- Comparer l'électronégativité de deux éléments connaissant leur position dans la
Ex3
classification
-Interpréterl'évolutiondurayonatomiqueenutilisantlanotiondechargeeffective
Ex3
- Interpréter la différence de valeur entre le rayon d'un atome et le rayon de ses ions
Ex3
correspondants.
ATTENTION !! Les exercices suivants doivent être traités SANS UTILISER UNE CLASSIFICATION
PÉRIODIQUEDESÉLÉMENTS!!
Pours'entraîner
Exercice1:Legermanium
Legermanium(Ge)appartientàlacolonneducarboneCetàlapériodedupotassium 19K.Déterminersa
configurationélectroniqueetsonnuméroatomique.
Exercice2:Lestrontium
Lestrontiumestle4èmeélémentdelafamilledesalcalinoterreux.
1. Donnerlenuméroatomiqueetlaconfigurationélectroniquedustrontiumsansutiliserlaclassification
périodiquedeséléments.
2.Quelestl'ionstabledustrontium?Lestrontiumest-ilplutôtoxydantouplutôtréducteur?
3.Ecrirel'équationtraduisantl'actiondustrontiumsurl'eau.
Exercice3:Positionetpropriétésdesélémentsdanslaclassification
1. Déduire le numéro atomique et la configuration électronique des éléments suivants connaissant leur
placedanslaclassificationpériodique:
• Sélénium:4èmepériode,16èmecolonne.Quelestl'ionleplusprobableissudecetélément?
• Chlore:3èmepériode,17èmecolonne.Aquellefamillechimiquecetélémentappartient-il?
• Manganèse:4èmepériode,7èmecolonne;
• Zinc:4èmepériode,12èmecolonne.
2. Déterminer les coordonnée (période, colonne) ainsi que le bloc d'appartenance dans le tableau
périodiquedel'élément:
• SodiumNa:Z=àconnaître.Aquellefamillechimiquecetélémentappartient-il?Quelestl'ionle
plus probable issu de cet élément ? Son rayon ionique sera-t-il plus grand ou plus petit que son
rayonatomique?Justifier.Quelestlecorpssimplecorrespondantàcetélément?
• KryptonKr:Z=36.Aquellefamillechimiquecetélémentappartient-il?
• PalladiumPd:Z=46;
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IodeI:Z=53.Aquellefamillechimiquecetélémentappartient-il?Quelestl'ionleplusprobable
issudecetélément?Sonrayonioniquesera-t-ilplusgrandoupluspetitquesonrayonatomique?
Justifier.Quelestlecorpssimplecorrespondantàcetélément?
3. Rappeler trois propriétés caractéristiques des métaux. Parmi les éléments ci-dessus, lesquels sont des
métaux?Lesquelssontdesmétauxdetransition?
4.Lequeldecesélémentsestleplusélectronégatif?Lemoinsélectronégatif?
5.Lecorpssimpleassociéausodiumest-iloxydantouréducteur?Mêmequestionpourl'iode.
Pourallerplusloin
Exercice4:Unpeudescience-fiction...
La chimie est une science évolutive. Des choses aujourd'hui impossibles ne le seront peut-être plus
demain...
1. Lathéoriequantiqueprévoitl'existenced'orbitalesatomiques𝑛𝑔correspondantaunombrequantique
secondaireℓ = 4.
a. Préciseralorslenombred'électronsquepourraitcontenirunesous-couche𝑛𝑔.
b. Prévoiràl'aidedelarègledeKlechkowski,aprèsquellesous-couchedoitintervenirleremplissage
delapremièreorbitaleatomique𝑛𝑔.
c. En déduire le numéro atomique du premier élément chimique possédant dans son état
fondamentalunélectrondécritparuneorbitale𝑛𝑔.
2. On peut aussi imaginer une planète lointaine à la chimie particulièrement exotique dans laquelle le
nombrequantiquemagnétiquedespindel'électronneprendpasdeuxvaleurspossiblesmaistrois(−1,0,
+1).
a. Ecrire dans cette hypothèse la configuration électronique des 12 premiers éléments de la
classificationpériodiquedesélémentsdecetteplanète.
b. Donnerlastructureélectroniquedevalencedesélémentsdestabilitémaximale(=des"gazrares"
decetteplanète).
c. Identifier le premier élément de la troisième période, le premier élément de transition et le
premierélémentdelasériedeslanthanides.
•
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DM2:Explorationdelaclassificationpériodique
Al’aidedesrenseignementssuivantsetdevotreclassificationpériodique,identifierlesélémentschimiques
quisecachentderrièrelesnombres1à50(donnerlenomdel'élément,JUSTIFIERVOTRERAISONNEMENT,
expliquer par exemple les différents choix possibles, puis comment déterminer la position exacte) puis
placerlesnombres1à50lesreprésentantdanslescasesdelaclassificationpériodiqueviergefourniecidessous. Les nombres n’ont évidemment aucun lien avec les numéros atomiques des éléments
correspondants,etchaquenombrenepeutapparaîtrequ'unefoisdanslaclassification.Certainesréponses
se déduisent du cours et d’autres font davantage appel à votre culture générale et peuvent demander
quelquespetitesrecherches.Enfin,certainescasesresterontnaturellementvides.
1 Estutilisédansladéfinitiondelaseconde.
2 EstlemétaldublocpdepluspetitZ.
3 33+estunionhydrogénoïde.
4 Estungazradioactifdontilconvientdeseprotégerenaérantbiensamaison.
5 Estlelanthanideayantmêmenombred’électronsdevalenceque6.
Estnomméenl’honneurdesoriginesdelaseulepersonneayantreçuunprixNobeldechimieetun
6
prixNobeldephysique.
7 Estlegazrareleplusléger.
8 Estl’élémentdeladeuxièmepériodenepossédant,danssonétatfondamental,qu’unélectronp.
9 Estl’élémentradioactifdeZleplusfaible.
10 Constituelediamant.
11 Métaldepointdefusionleplushaut.
12 Possède8protonsdemoinsque21.
13 Possèdedeuxélectronscélibataires,estdanslamêmeligneque37etque48etZ(13)<Z(37).
14 Possèdedesisotopesappelésdeutériumettritium.
Faitpartiedestroisélémentslesplusélectronégatifsetn’estpasdanslamêmecolonnequelesdeux
15
autres.
16 Estlegazraredelapériodede28.
17 Elémentsolidelemoinsdenseexistant.Elémenttrèsutilisédanslafabricationdebatteries.
18 Métaldublocpappartenantàlamêmefamilleque10etdontlenmaxest5.
Forme une molécule diatomique qui est (à température ambiante et pression atmosphérique) un
19
liquideorangetrèstoxique.
20 Estl’alcalindela5èmepériode.
21
22 Familledemétauxdetransitionconnusdepuisl’Antiquité.Z(21)<Z(22)<Z(23)
23
Est l’élément le moins électronégatif de la colonne dont l’électronégativité moyenne est la plus
24
élevée(Onneconsidérerapaslesélémentsdécouvertslesplusrécemment.).
25 Estnomméenl’honneurd’ungrandphysiciennucléaireitalienduXXèmesiècle.
26 Estunmétaldugroupeptrèsductileconnudepuisl’Antiquité.
27 Estl’élémentnatureldeZleplusgrand.
28 282+estisoélectronique1de20.
29 293−estisoélectronique1de20.
30 Estunalcalin.
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Estl’alcalino-terreuxdela4èmepériode.
Estnomméd'aprèsunscientifiquecélèbrenotammentpouruneformuleconnuedetous.
Possède3électronscélibatairesetZ(33)<18.
Estunalcalinradioactif.
Estunalcalino-terreuxradioactif.
Faitpartied’unefamilleconnuepoursoninertiechimiqueetpossèdeunesous-couchedtotalement
36
remplie.Iln'apasétédécouverttoutrécemment.
37 Possède2électronscélibatairesetesttrouvéàl'étatnatureldanslesrégionsvolcaniques.
38 Estunmétaltrèsfortementréducteurdelamêmepériodeque12.
39
Donnentleurnomauxgroupesde14élémentsquileursuccèdent.Z(39)<Z(40)
40
41 Sont des métaux du bloc d qui ont toutes leurs sous-couches remplies. 41 est utilisé dans les
42 peintures, 42 est le seul métal liquide à température ambiante, et 43 est utilisé dans certaines
43 toitures.
44 Apourconfigurationélectroniquedevalence5s25p5.
Forme (à température ambiante et pression atmosphérique) un gaz diatomique homonucléaire2
45
composant80%del'airquenousrespirons.
Forme (à température ambiante et pression atmosphérique) un gaz diatomique homonucléaire
46
extrêmementréactifettrèstoxique.
47 Estunmétaldetransitiondelamêmepériodeque19ayant4électronscélibataires.
48 Faitpartiedes3élémentslesplusélectronégatifs.
49 Estl’élémentdublocpayant3électronscélibatairesderayonatomiqueleplusélevé.
Acquiertlastructureélectroniqued’ungazrareenperdant2électronsetfaitpartied’unepériode
50
comportant8éléments.
Remarques:
1
Isoélectroniquesignifiequ'ilalemêmenombred'électrons.
2
Diatomiquehomonucléaire:ayant2atomesidentiques.MoléculedetypeA−A(ouA2).