Exercices sur la classification périodique avec utilisation du travail sur les ions Les exercices qui suivent sont des exercices “ classiques ” d’utilisation de la CP ou de la règle de l’octet, dans lesquels le travail sur les ions (nom, associations…) est réinvesti. Ils ne sont pas corrigés. ___________________________________________________________________________ Exercice 1 (position dans la CP + neutralité électrique) L’alumine a pour formule brute Al2O3. a. Quels sont les éléments chimiques que l’on retrouve dans l’alumine ? b. A partir de la position de l’atome d’aluminium dans la classification périodique des éléments chimiques, prédire la formule de l’ion formé appartenant à l’élément chimique aluminium. En déduire la structure électronique de cet ion. c. Mêmes questions pour l’ion appartenant à l’élément chimique oxygène. d. A l’aide de la neutralité électrique de la matière, justifier les nombres 2 et 3 dans la formule Al2O3. e. Proposer un autre nom pour l’alumine. Exercice 2 (position dans la CP + nom d’une EC non-ionique) H Li Na Be Mg B Al C Si N P O S F Cl He Ne Ar 1) Ion monoatomique a. A l'aide de l'extrait de la classification périodique fournie, retrouver le symbole de l'élément chimique soufre. b. Quel est son numéro atomique ? c. Quel ion monoatomique cet élément chimique est-il susceptible de former pour avoir la même structure électronique que le gaz rare le plus proche ? d. Combien d'électrons et combien de neutrons l'ion monoatomique soufre possède-t-il ? e. Ces informations sont-elles suffisantes pour caractériser complètement la structure de cet ion ? f. Cet ion s'appelle ion sulfure. Pourquoi un tel nom est-il en accord avec la structure électronique trouvée ? ___________________________________________________________________________ Exercice 3 (position dans la CP + nom + neutralité électrique) La formule du chlorure d'aluminium est AlCl3. C'est un solide ionique. a) Quelle est le nom de l'anion et celui du cation qui constituent ce solide ? b) D'après la position de l'élément chimique chlore dans la classification périodique, donner la formule de l'ion chlorure. c) Sachant que la matière est électriquement neutre, en déduire la charge de l'ion aluminium. d) Cette charge est-elle compatible avec la position de cet élément chimique dans la classification périodique ? Note : ce n'est pas parce que l'on sait que l'on a Al3+ et 3 Cl que l'élève peut deviner que l'écriture du chlorure d'aluminium est AlCl3. (ça pourrait être Al3+Cl3…) ___________________________________________________________________________ Exercice 4 (position dans la CP + nom + neutralité électrique+ conservation élément) Transformation chimique impliquant le magnésium mode opératoire (port de lunettes obligatoire pour toute personne autour de l’expérience). Tenir avec une pince métallique un morceau de ruban de magnésium métallique au-dessus d’un bécher propre et sec. Enflammer le magnésium avec un bec Bunsen, virole ouverte (flamme chaude) ; ne pas utiliser le cœur de la flamme. On obtient un peu de poudre blanche, c’est de l’oxyde de magnésium. Travail de réflexion a) L’oxyde de magnésium est un solide ionique. Quels sont l'anion et le cation qui constituent ce solide ? b) A l’aide du tableau périodique, proposer une formule pour cet anion et une pour ce cation, en les justifiant. c) Dans quelles proportions se trouvent les ions oxyde et magnésium dans le solide ionique ? Justifier la réponse. c) D’où provient l’élément chimique O de l'ion oxyde contenu dans le solide ? d) Avec une phrase, exprimer le bilan de la transformation chimique qui a permis de produire l’oxyde de magnésium. ___________________________________________________________________________ Exercice 5 (Représentation de Lewis – Classification périodique) 1. Les numéros atomiques du fluor et du chlore sont 9 et 17 respectivement. En déduire la structure électronique des atomes de chlore et de fluor. 2. Proposer une représentation de Lewis des molécules chlorure d’hydrogène HCl et fluorure d’hydrogène HF. 3. Pourquoi ces représentations se ressemblent-elles ? 4. Le chlorure d'hydrogène est soluble dans l'eau. Lors de la dissolution, il apparaît des ions chlorure en solution. En déduire sous quelle forme se retrouve l'élément chimique hydrogène dans l'eau. Donner sa formule. Est-elle conforme à la position de cet élément dans la classification périodique ? 5. On mélange une solution de fluorure d'hydrogène et une solution de chlorure de calcium. Il y a précipitation. Quel est le nom du précipité ? Justifier la réponse. 6. Le numéro atomique de l'élément chimique calcium est Z = 20. En déduire la charge de l'ion calcium. 7. Quelle doit être la proportion des ions constituant le précipité ? Justifier la réponse.