sujet 2

Le phosphore
Le phosphore, P a pour nombre atomique Z = 15.
1) Donner la structure électronique de l’atome de phosphore dans l’état fondamental en précisant le
contenu de chacune des orbitales de la couche périphérique.
2) En déduire les valences possibles du phosphore.
3) L’azote, N (Z = 7) et l’arsenic, As (Z = 33) font partie de la même famille d’éléments que le
phosphore. Quelles sont les valences possibles pour N et pour As ?
Classer ces 3 éléments As, N et P dans l’ordre : électronégativité décroissante.
4) Pour O, Z = 8 et pour H : Z = 1.
Donner la structure électronique de l’atome d’oxygène dans son état fondamental.
Quel est le plus électronégatif des deux éléments N et O ?
5) Donner la formule de Lewis du phosphine PH3.
Préciser la géométrie de cette molécule.
Comparer les angles entre les axes de deux liaisons dans les molécules NH3 (ammoniac), PH3 et
AsH3 (arséniure d’hydrogène).
6) Dans la molécule d’acide orthophosphorique H3PO4, l’atome de phosphore est lié aux quatre atomes
d’oxygène et trois des atomes d’oxygène sont liés chacun à un atome d’hydrogène.
Donner la formule de Lewis de H3PO4.
Pour l’ion phosphate PO43– écrire les 4 formules mésomères.
Quelle est la géométrie de l’ion phosphate ?
7) Les pKA successifs de H3PO4 sont 2,2 ; 7,2 et 12,4.
Sur une échelle graduée en pH, donner les domaines de prédominance de H3PO4 et de ses bases
conjuguées successives.
8) On dose 10 mL d’une solution d’acide orthophosphorique dont la concentration est de l’ordre de 10–2
mol.L–1 avec une solution de soude de concentration 10–2 mol.L–1. Donner et commenter l’allure de la
courbe de dosage pH-métrique obtenue.