2nde t1chap 5 classification periodique

Thème 1 : l'univers
Chap 5 Classification périodique des
éléments
(Chap 3 et 15 sur le livre)
I Le nuage électronique
I.1 Couches électroniques
Les électrons d'un atome ou d’un ion se
répartissent en couches électroniques. La
première couche électronique est notée K, la
seconde couche est notée L, la troisième M...
Chacune de ces couches ne peut contenir qu'un
nombre limité d'électrons.
Couche
K
L
M
Nombre maximal
d'électrons
2
8
18
Une couche électronique est saturée lorsqu'elle
contient son nombre maximal d'électrons
I.2 Structure électronique
La structure électronique d'un atome ou d'un ion
indique le nombre d'électrons sur chaque couche.
On remplit tout d'abord la couche K puis la couche
L puis la couche M.
La répartition électronique ainsi obtenue
correspond à l'état le plus stable de l'atome ou de
l'ion considéré, dit état fondamental.
La couche externe est la dernière couche
électronique occupée.
Animation structure électronique
Remarque : cette règle n'est valable que pour des
atomes ou des ions qui possèdent au plus 18
électrons.
Exemples :
L'atome de carbone C(Z=6)
Structure électronique : (K)2(L)4
2 + 4 = 6 électrons
L'atome de chlore : Cl(Z=17)
Structure électronique : (K)2(L)8(M)7
2 + 8 + 7= 17 électrons
L'ion lithium Li+(Z=3)
L'ion lithium possède 2 électrons
Structure électronique : (K)2
L'ion sulfure S2-(Z=16)
L'ion sulfure possède 18 électrons
Structure électronique : (K)2(L)8(M)8
Ex 10p64, 13p64 (AE) et 15p64
II Classification périodique des éléments
II.1 Historique
Diaporama
1) En quelle année Mendeleïev a-t-il découvert le
tableau périodique des éléments ?
En 1869
2) Quels sont les deux critères qu'utilise
Mendeleïev pour classer les éléments dans son
tableau ?
Les deux critères qu'utilise Mendeleïev sont le
poids atomique et les propriétés chimiques.
3) Pourquoi utilise-t-on le terme de « jeu
incomplet » dans le reportage? Combien
d'éléments chimiques étaient connus à l'époque
de Mendeleïev ?
Des éléments chimiques n'avaient pas encore
été découverts à l'époque de Mendeleïev. 63
éléments étaient alors connus.
4) Quel est le points commun des éléments d'une
même colonne ?
Les éléments d'une même colonne ont des
propriétés chimiques similaires.
5) Pourquoi Mendeleïev a-t-il laissé des cases
vides dans son tableau ?
Mendeleïev a laissé des cases vides pour les
éléments qui n'ont pas encore été découverts.
6) Le spectre du sodium présenté dans le
reportage est-il un spectre d'absorption ou
d'émission ?
Il s'agit d'un spectre d'émission.
7) En quoi la découverte du Gallium en 1875
confirme que Mendeleïev avait raison ?
Le gallium a les propriétés qu'avait prévu
Mendeleïev grâce au tableau périodique (métal
argenté et poids atomique =68)
II.2 Construction de la classification actuelle
Les éléments chimiques sont rangés en ligne et en
colonnes, par numéros atomiques Z croissants, de
façon à ce que les éléments ayant des propriétés
chimiques voisines soient placés dans une même
colonne.
Les éléments chimiques dont les atomes ont le
même nombre d'électrons sur leur couche externe
sont disposés dans une même colonne : ils ont
des propriétés chimiques similaires et constituent
une famille d'éléments.
II.3 Les familles d'éléments
Voir TP
- Les alcalins (Li, Na, K...) sont les éléments de la
première colonne. Ils possèdent 1 seul électron
sur leur couche externe. Dans la nature, ils sont
présents sous forme de cations M+ (exemple: Na+)
Réaction alcalins avec l'eau
- Les halogènes (F, Cl, Br...) sont les éléments de
la dix-septième colonne. Ils possèdent 7
électrons sur leur couche externe. Dans la nature,
ils sont présents sous forme d'anion X- (exemple :
Cl-)
- Les gaz nobles (He, Ne, Ar...) sont les éléments
de la dernière colonne. Ils sont très peu réactifs.
Halogènes
Gaz
Alcalins
nobles
Ex 10p284, 11p284, 12p284 (AE), 13p284
III Utilisation de la classification
III.1 Règle du duet et de l'octet
Au cours des transformations chimiques, les
atomes ont tendance à acquérir une structure
électronique analogue à celle du gaz noble le plus
proche dans la classification périodique.
Les atomes de numéro atomique voisin de 2
cherchent à obtenir la structure électronique en
duet de l’hélium (couche K pleine).
Les autres atomes cherchent à obtenir une
structure électronique externe en octet.
Remarque importante : ces règles ne sont valables
que pour Z ⩽20
III.2 Charges des ions monoatomiques
● Formation de cation
En perdant 1 ou 2 électrons pour acquérir une
structure électronique externe en duet ou en octet,
un atome A donne un cation A+ ou A2+
Exemple :
Quel ion va former l'atome de magnésium Mg?
Donner sa structure électronique. Même question
pour l'atome de sodium Na
● Formation d'anion
En gagnant 1 ou 2 électrons pour acquérir une
structure électronique externe en duet ou en octet,
un atome A donne un anion A- ou A2Exemple :
Quel ion va former l'atome de fluor F? Donner sa
structure électronique. Même question pour l'atome
de soufre S.
Ex 11p64, 14p64, 16p64, 27p66
14, 15, 16, 17, 18, 20p285
24p286