Edifices chimiques Classification périodique

Edifices chimiques
Classification
périodique
I. Les règles du duet et de l’octet
!"
Enoncé
Les gaz nobles ou rares (hélium, néon, argon …) existent à l’état
d’atome et ne se combinent pas avec les autres éléments chimiques :
ils sont chimiquement stables.
Si on regarde de plus près leur répartition électronique, on s’aperçoit
que tous ces gaz ont leur couche externe pleine : c’est cette
particularité qui leur donne cette stabilité.
Pour devenir le plus stable possible, les autres atomes vont chercher à
obtenir la même répartition électronique.
• Règle du duet
Au cours d’une transformation chimique, les atomes de numéro
atomique inférieur ou égal à 4 évoluent de manière à acquérir un
« duet » d’électrons.
• Règle de l’octet
Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes de numéro
atomique supérieur à 4 évoluent de manière à acquérir un octet
d’électrons sur leur couche externe.
!"
Application aux ions monoatomiques
Les ions monoatomiques stables existant dans la nature vérifient les
règles du duet ou de l’octet.
Les atomes vont donc gagner ou perdre des électrons de manière à
acquérir la structure électronique du gaz rare le plus proche d’eux.
Exemple : l’atome de sodium Na a pour répartition électronique
(K)
2
(L)
8
(M)
1
et n’est pas stable tel quel, il va donc perdre un électron
pour acquérir la structure électronique du néon (K)
2
(L)
8
.
!"
Application aux molécules
• Formation des molécules
Pour se stabiliser les atomes ne vont pas toujours choisir de se
transformer en ions, ils vont aussi souvent former des liaisons dans
des molécules.
Pour saturer sa couche externe à un duet ou un octet d’électrons, un
atome peut former des liaisons de covalence.
Une liaison de covalence entre deux atomes correspond à la mise en
commun de deux électrons de leurs couches externes pour former un
doublet d’électrons appelé doublet liant.
• Formules de Lewis
Les doublets sont représentés par des tirets.
Les doublets liants sont représentés par un tiret entre deux atomes
alors que les doublets non liants ne sont liés qu’à un seul atome.
Exemples
• Formules
Très souvent pour bien envisager une molécule, le formule brute ne
suffit pas, on utilise donc sa formule développée ou semi-développées.
On obtient la formule développée en faisant disparaître les doublets
non liants dans la formule de Lewis.
On obtient les formules semi-développées en écrivant globalement
certains groupes d’atomes notamment les atomes d’hydrogène.
• Isomère
Certaines molécules ont une formule brute identique mais une formule
développée différente : on parle d’isomères.
Exemples
MOLECULE D’ETHANOL MOLECULE D’OXYDE DE
DIMETHYL
Formule brute Formule brute
Formule
développée Formule développée
• Géométrie des molécules
Les doublets liants ou non des atomes se repoussent.
Pour trouver la géométrie d’une molécule, il faut appliquer la règle de
la répulsion minimale des doublets : chaque doublet se place de
manière à ce que leur position respective rendent minimale leur
répulsion (éloignement maximum).
Pour représenter une molécule dans l’espace, on peut utiliser la
représentation de Cram :
Exemple :
II. Classification périodique des éléments
La classification périodique des éléments a été présentée pour la
première fois en 1869 par un chimiste russe Mendeleïev. Elle avait
pour objectif de classer les éléments chimiques suivant un ordre tenant
compte de leur propriétés chimiques.
Depuis 1869, la classification n’a pas fondamentalement changé :
quelques erreurs ont été rectifiées et elle a été complétée.
Actuellement, les éléments chimiques sont classés par ordre de
numéro atomique croissant.
• Sur une même ligne, les atomes des éléments ont le même nombre
de couches électroniques occupées.
• Sur une même colonne, les atomes des éléments ont le même
nombre d’électrons sur leur couche externe et ont donc des
propriétés chimiques semblables : ils forment une famille chimique.
Trois familles sont particulièrement remarquables : la famille des
alcalins (première colonne), des halogènes (avant dernière colonne)
et des gaz rares (dernière colonne).
Editeur : MemoPage.com SA © / 2006 / Auteur : Anne Parras