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structure de la matière :
Lewis, VSEPR, énergie d'ionisation, affinité électronique,
orbitale moléculaire, moment dipolaire.
Place dans la classification:
Le germanium appartient à la colonne de 6C et à la période de 19K. Déterminer son numéro atomique.1. Lesquels des atomes suivants, se trouvent dans une même colonne du tableau périodique:
3Li ; 4Be ; 7N ; 11Na ; 16S ; 20Ca ; 52Te ; 33As ?
2.
Quel serait le numéro atomique de l'élément alcalinoterreux succédant au baryum dont le numéro atomique est 56 ?3.
corrigé
Le germanium comme le carbone appartiennent à la colonne 4 de la classification simplifiée ( ou 14 de la classification périodique complète).
Le potasium et le germanium appartiennent à la 4ème période.
n° atomique du germanium : 2 + 8 +18 + 4 = 32.
Les atomes d'une même colonne ont le même nombre d'électrons externes.
élément 3Li 4Be 7N11Na 16S20Ca 52Te 33As
nombre d'électrons externes 1 2 5
11-2-8
=1
16-2-8
=6
20-2-8-8
=2
52-2-8-18-18
=6
33-2-8-18
=5
numéro atomique de l'élément alcalinoterreux succédant au baryum dont le numéro atomique est 56
56 + 32 = 88 le radium

Vrai – faux:
Si la configuration électronique 1s2 2s2 2p5 3s1 , est celle d'un atome neutre, les affirmations suivantes sont-elles exactes ?
Le numéro atomique de cet atome est 10.1. L'atome n'est pas dans sa configuration la plus stable.2.
L'atome doit recevoir de l'énergie pour passer à la configuration 1s2 2s2 2p6 .3. L'atome contient deux électrons célibataires.4.
corrigé
Le numéro atomique de cet atome est 10 : exact.
L'atome n'est pas dans sa configuration la plus stable car le niveau n=2 est incomplet alors que le niveau n=3 possède un électron : exact.
L'atome doit céder de l'énergie pour passer à la configuration 1s2 2s2 2p6, la plus stable : donc la proposition est fausse.
L'atome contient deux électrons célibataires, un électron 2p et l'électron 3s : exact.
Choix de réponses:
Associer à chacun des cas A, B et C une ou plusieurs caractéristiques 1, 2,....7.
A) Deux éléments ayant le même nombre d'électrons dans leur couche externe...
B) Deux éléments dont les électrons externes appartiennent à la même couche...
C) Deux nucléides ne différant que par le nombre de neutrons de leurs noyaux...
1) ont des propriétés identiques ; 5) sont dans la même période

2) ont des propriétés analogues ; 6) sont dans la même colonne
3) ont des propriétés différentes ; 7) sont dans la même case
4) sont dans le même bloc ( s, p, d, f )
corrigé
Deux éléments ayant le même nombre d'électrons dans leur couche externe ont des propriétés analogues, sont dans la même colonne.
Deux éléments dont les électrons externes appartiennent à la même couche ont des propriétés différentes, sont dans la même période, sont dans le même
bloc ( s, p, d, f )
Deux nucléides ne différant que par le nombre de neutrons de leurs noyaux sont dans la même case ( isotopes), ont des propriétés identiques ( sauf celle liée
à la masse).
Rayons atomiques et ioniques:
Classer par ordre croissant en justifiant votre réponse:
les rayons atomiques
-12Mg, 13Al, 20Ca, 55Cs.
-9F, 19K, 7N, 3Li.
-13Al, 49In, 9F, 8O, 14Si, 16S.
1.
Les rayons ioniques 12Mg2+,20Ca2+,35Br-.2.
corrigé
Le rayon atomique diminue en traversant une période de gauche à droite et augmente en descendant un groupe.
L'augmentation de la charge nucléaire en traversant la période contracte les orbitales électroniques.
Les ions n'ont pas la même taille que les atomes, les anions étant plus grands et les cations plus petits, mais ils suivent les mêmes tendances périodiques.

13Al ( 143 pm) , 12Mg ( 160 pm) , 20Ca ( 197 pm) , 55Cs( 262 pm).
9F(64 pm) , 7N (75 pm) , 3Li 152 pm), 19K (231 pm).
9F(64 pm), 8O (66 pm) , 16S (104 pm) , 14Si, ( 117 pm), 13Al ( 143 pm), 49In (162 pm).
12Mg2+( 66 pm), 20Ca2+(99 pm), 35Br-( 196 pm).
Énergie de première ionisation:
Classer par ordre croissant d'énergie de première ionisation en justifiant votre réponse:
-11Na, 19K, 37Rb
-8O, 10Ne, 11Na+,11Na.
1.
Les énergies de première ionisation pour les éléments suivants de la colonne des alcalins sont:
Li : Ei = 5,4 eV ; Na : Ei = 5,1 eV ; K: Ei = 4,3 eV
- Expliquer cette évolution.
- En déduire un ordre pour le caractère réducteur des métaux correspondant à ces éléments.
- La réaction des métaux lithium, sodium et potassium sur l'eau étant une réaction de réduction, quel est celui qui réagira le plus violemment avec
l'eau ?
2.
Les énergies de première, deuxième et troisième ionisation pour l'élément sodium ( Z = 7 ) sont respectivement :
Ei1 = 5,1 eV ; Ei2 = 47,3 eV ; Ei3 = 71,7 eV. Interpréter l'évolution de ces valeurs, ainsi que les ordres de grandeur respectifs.
3.
corrigé
L'énergie de première ionisation augmente sur une période de gauche à droite : l'augmentation de la charge nucléaire en contracte les orbitales
électroniques. Les électrons de valence occupent une région de plus en plus proche du noyau et seront donc plus difficiles à arracher.
L'énergie de première ionisation diminue en descendant un groupe : les orbitales électroniques s'expandent de plus en plus lorsque le nombre quantique
principal n augmente. Les électrons de valence occupent une région de l'espace de plus en plus lointaine du noyau et seront donc plus faciles à arracher à
l'élément.
37Rb (403 kJ/mol) , 19K(418,6 kJ/mol) ,11Na( 496 kJ/mol).
11Na( 496 kJ/mol), 8O(1311 kJ/mol), 10Ne(2080 kJ/mol), 11Na+( dernière couche électronique complète pour ces deux derniers : il sera très difficile
d'arracher un électron)

Le caractère réducteur des métaux Li, Na et K est comparable ( E(Li+/Li) =-3 V; E(Na+/Na) proche E(K+/K) = -2,9 V) ; le potassium, le plus électropositif,
réagit le plus violemment avec l'eau.
Affinité électronique:
Comparer l'affinité électronique de l'atome d'oxygène O et de l'anion O-. Prévoir leur signe.
Comparer l'affinité électronique de l'atome de chlore ( Z = 17 ) et de l'anion S- ( Z = 16 ).
corrigé
L'affinité électronique augmente en traversant une période de gauche à droite :L'augmentation systématique de la charge nucléaire en traversant la période
contracte les orbitales électroniques. L'énergie de ces orbitales diminue et l'attachement d'un électron devient plus favorable.
L'affinité électronique varie très peu en descendant un groupe :
l'augmentation de l'énergie des orbitales lorsque n augmente est compensée par l'augmentation de la charge nucléaire ressentie par l'électron entrant. Ainsi,
les anions se forment plus facilement pour les éléments de droite du tableau périodique: F-, Cl-, O2-
affinité électronique O+ e- --> O- : -146 kJ/mol
affinité électronique O-+ e- --> O2- : +856 kJ/mol (affinité électronique positive ; de l’énergie est libérée lorsque les couches les plus extérieures sont
remplies par l’adjonction de deux électrons supplémentaires)
L'électroaffinité du chlore est 349 kJ/mol ; l'ion chlorure est stable par rapport à l'atome. On obtient la structure de l'argon, avec apparition d'une charge
relativement faible, d'où cette stabilité.
affinité électronique S-+ e- --> S2- : (affinité électronique positive ; de l’énergie est libérée lorsque les couches les plus extérieures sont remplies par
l’adjonction de deux électrons supplémentaires)
Électronégativité:
En utilisant le concept d'électronégativité, prévoir la partie négative de la molécule ICl.