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PARTIE II ARCHITECTURE DE LA MATIÈRE Partie 1 Classification périodique des éléments et électronégativité. CHAPITRE 2 : La classification périodique des éléments. Notions et contenus Architecture et lecture du tableau périodique. Capacités exigibles (CE) A ECA Relier la position d’un élément dans le tableau périodique à la configuration électronique et au nombre d ‘électrons de valence de l’atome correspondant. Positionner dans le tableau périodique et reconnaître les métaux et non métaux. Situer dans le tableau les familles suivantes : métaux alcalins et alcalino-terreux, halogènes et gaz nobles. Citer les éléments des périodes 1 à 3 de la classification et de la colonne des halogènes (nom, symbole, numéro atomique). Relier le caractère oxydant ou réducteur d’un corps simple à l’électronégativité de l’élément. Électronégativité. Rayon atomique Rayon ionique Comparer l’électronégativité de deux éléments selon leur position dans le tableau périodique. Interpréter l’évolution du rayon atomique dans la classification périodique en utilisant la notion qualitative de nombre de charge effectif. Interpréter la différence de valeur entre le rayon d’un atome et le rayon de ses ions. La vis tellurique de Chacourtois (1862) : Il est le premier à remarquer la périodicité des propriétés chimiques Classement des éléments chimiques en fonction de leur masse atomique croissante. Cylindre divisé en seize parties, les éléments aux propriétés similaires apparaissent l'un audessus de l'autre. 1 NA I-Architecture et lecture du tableau périodique. Document 1 : Un lien sur l’histoire de la classification périodique des éléments : http://culturesciences.chimie.ens.fr/content/la-classification-periodique-de-lavoisier-a-mendeleiev-1229 Document 2 : Tableau périodique original de Mendeleïev I II III H=1 Li = 7 Be = 9,4 B = 11 C = 12 N = 14 O = 16 F = 19 Na = 23 Mg = 24 Al = 27,4 Si = 28 P = 31 S = 32 Cl = 35,5 K = 39 Ca = 40 ? = 45 ? Er = 56 ? Yt = 60 ? In = 75,6 IV Ti = 50 V = 51 Cr = 52 Mn = 55 Fe = 56 Ni = Co = 59 Cu = 63,4 Zn = 65,2 ? = 68 ? = 70 As = 75 Se = 79,5 Br = 80 Rb = 85,4 Sr = 87,6 Ce = 92 La = 94 Di = 95 Th = 118 ? V Zr = 90 Nb = 94 Mo = 96 Rh = 104,4 Ru = 104,4 Pd = 106,6 VI ? = 180 Ta = 182 W = 186 Pt = 197,4 Ir = 198 Os = 199 Ag = 108 Cd = 112 Ur = 116 Sb = 118 Sn = 122 Te = 128 ? I = 127 Cs = 133 Ba = 137 Hg = 200 Au = 197 ? Bi = 210 ? Tl = 204 Pb = 207 2 Document 3 : La classification périodique moderne Document 4 : La classification périodique en blocs 3 Document 5 : À propos des métaux et des non métaux : https://www.youtube.com/watch?v=Sk8hkvu-dC4 Travail à faire : 1-En quoi la démarche de Mendeleïev est-elle originale ? ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 2-Comment a évolué la classification actuelle par rapport à celle de Mendeleïev ? ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 3-Donner les principes de base de la construction de la classification moderne. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 4 4-Définir la notion de période dans la classification périodique moderne. A quoi est associée une période ? ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 5-Compléter le tableau suivant : Période n 1 2 3 4 5 6 Premier élément de la période Nouvelle sous-couche occupée Dernier élément de la période Sous-couche de valence pleine Nombre d’éléments de la période 6-Que peut-on dire des éléments appartenant à une même colonne ? Que peut-on dire de leurs propriétés chimiques ? ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 7-Définir ce qu’est un métal, les situer dans la classification périodique des éléments. BO : Positionner dans le tableau périodique et reconnaître les métaux et non métaux. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi Associer les définitions suivantes au catégories suivantes : Métal, non-métal et métalloïde ; Définition 1 : Eléments chimiques qui ont un aspect terne (sans éclat), pas conducteur de la chaleur et de l’électricité, ils sont fréquemment des gaz ou des liquides : ………………………………… Définition 2 : Eléments chimiques qui ont un aspect brillant, bons conducteurs de la chaleur et de l’électricité, malléables et ductiles, donneurs d’électrons, en général solides à températures et pressions habituelles (sauf …………………………) : ……………………………………. Définition 3 : Éléments intermédiaires, ils sont de faibles conducteurs d’électricité (semi-conducteurs car ils ne conduisent les courant que sous certaines conditions), ils peuvent être brillants ou ternes ; Ils ont des propriétés communes aux deux autres catégories : ……………………………………. 5 Situer les métaux dans la classification suivante : 8-Donner les configurations électroniques des atomes suivants : F (Z=9) ; S (Z=16) ; K (Z=19) ; Kr (Z=36) et Ag (Z=47). Faire le lien entre leur configuration électronique et leur position dans la CPE. BO : Relier la position d’un élément dans le tableau périodique à la configuration électronique et au nombre d ‘électrons de valence de l’atome correspondant. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………………………………... 6 9- Donner un moyen mnémotechnique (qui peut être personnel) vous permettant de donner les trois premières périodes de la CPE. BO : Citer les éléments des périodes 1 à 3 de la classification et de la colonne des halogènes (nom, symbole, numéro atomique). seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 10- On parle aussi de classification en blocs, quels sont-ils ? Quel est le point commun aux éléments d’un même bloc. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 7 11- Que pouvez-vous dire des éléments du bloc s (propriété chimique commune) ? Quelles sont les familles qui composent ce bloc ? BO : Situer dans le tableau les familles suivantes : métaux alcalins et alcalino-terreux, halogènes et gaz nobles. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 12- Donner les deux dernières familles constituants le bloc p. Commenter les propriétés chimiques prévisibles. BO : Situer dans le tableau les familles suivantes : métaux alcalins et alcalino-terreux, halogènes et gaz nobles. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 8 13-On dit que les éléments des blocs d et f sont des éléments de transition (éléments très présents dans le monde du vivant et en géologie), en vous appuyant sur les configurations électroniques du Scandium (Z=21), du Fer (Z=26) et de l’Uranium (Z=92), définir ce qu’est un élément de transition. Le cuivre (Cu, Z=29) est aussi un élément de transition, compléter la définition précédente ; ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 9 II- Électronégativité. Document 1 : Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=H7GvSLfaN2M Et lien : http://www.elementschimiques.fr/?fr/proprietes/chimiques/electronegativite-pauling Document 2 : Electronégativité et classification périodique Document 3 : Évolution de l’électronégativité dans la classification périodique Travail à faire : 1- Définir l’électronégativité. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 10 2- Faire le lien entre l’électronégativité et caractères oxydant et réducteur des atomes. BO : Relier le caractère oxydant ou réducteur d’un corps simple à l’électronégativité de l’élément. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 3- En TS vous avez vu que la molécule d’eau est polaire, justifier cette affirmation. BO : Comparer l’électronégativité de deux éléments selon leur position dans le tableau périodique. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 4-Donner les valeurs extrêmes entre les quelles l’électronégativité des atomes varie. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 5-Pour la plupart des gaz nobles, l’électronégativité n’est pas définie, pourquoi ? ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 6-Compléter la figure suivante : 11 III- Rayon atomique - Rayon ionique. Document 1 : Document 2 : http://www.elementschimiques.fr/?fr/proprietes/chimiques/rayon-atomique-mesure Document 3 : Vidéo n°3 : Une approche simplifiée du nombre de charge effectif. https://www.youtube.com/watch?v=Pf91iaLe998 Document 4 : Rayons ioniques et rayons atomiques 12 Travail à faire : 1-Définir le rayon atomique. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 2-Comment évolue le rayon atomique sur une période, justifier cette variation. BO : Interpréter l’évolution du rayon atomique dans la classification périodique en utilisant la notion qualitative de nombre de charge effectif. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 3- Comment évolue le rayon atomique sur une colonne, justifier cette variation. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 4-Définir le rayon ionique. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 5-Comment évolue le rayon d’un atome lorsqu’il devient un anion ? Justifier cette variation. BO : Interpréter la différence de valeur entre le rayon d’un atome et le rayon de ses ions. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 13 6-Comment évolue le rayon d’un atome lorsqu’il devient un cation ? Justifier cette variation. BO : Interpréter la différence de valeur entre le rayon d’un atome et le rayon de ses ions. seul avec un camarade Avec un appel professeur partiellement réussi ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... IV- Application. ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 14 ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... ………………………………………………………………………………………………………………………….... 15
