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L'étude des 20 premiers éléments du tableau périodique par des caractéristiques des chlorures et des oxydes de ces éléments, ensuite en utilisant quelques propriétés de ces deux sortes de composés par des critères de grouper ces 20 premiers éléments pour déterminer conformément avec des éléments qui ont été déjà arrangés dans le tableau périodique ou non.
I. Les chlorures
Les chlorures sont des composés contenant l’élément chlore avec un autre élément, par exemple, le chlorure de lithium (LiCℓ) est constitué du lithium et du chlore. Vous pouvez étudier les propriétés des chlorures de 20 premiers éléments dans le tableau ci-dessous.
Tableau 4.1 Quelques propriétés des 20 premiers chlorures classés par masse atomique
N° Symbole Masse atomique
Propriétés des chlorures Formule
Point de fusion
(°C)
État à 25°C
Acidité- basicité des
solutions
1 H 1,008 HCℓ 115 gaz acide
2 He 4,003 - - - -
3 Li 6,94 LiCℓ 605 solide neutre
4 Be 9,01 BeCℓ2 405 solide acide
5 B 10,81 BCℓ3 107 gaz acide
6 C 12,01 CCℓ4 23 liquide non miscible à l’eau
7 N 14,01 NCℓ3
inférieur
à 40 liquide non miscible à l’eau
8 O 16,00 Cℓ2O 20 gaz acide
9 F 19,00 CℓF 154 gaz acide
10 Ne 20,18 - - - -
11 Na 22,99 NaCℓ 801 solide neutre
12 Mg 24,31 MgCℓ2 714 solide neutre
13 Aℓ 26,98 AℓCℓ3 190 solide acide
14 Si 28,09 SiCℓ 70 liquide acide
N° Symbole Masse atomique
Propriétés des chlorures
Formule
Point de fusion
(°C)
État à 25°C
Acidité- basicité des
solutions
16 S 32,06 SCℓ2 78 liquide acide
17 Cℓ 35,45 Cℓ2 101 gaz acide
18 K 39,10 KCℓ 770 solide neutre
19 Ar 39,95 - - - -
20 Ca 40.08 CaCℓ2 782 solide neutre
L’étude des chlorures de 20 premiers éléments (H à Ca) du tableau 4.1 donne les résumés suivants :
(1) Les chlorures des métaux, solubles dans l’eau, leur solution possède des propriétés neutre ou acide.
(2) Les chlorures des métaux sont des solides et possèdent de haut point de fusion.
(3) Les chlorures des non-métaux, soluble dans l’eau, ont des propriétés acides, à l’exception de CCℓ4, insoluble.
(4) Les chlorures des non-métaux sont des liquides et gaz, possèdent de bas point de fusion.
(5) Les chlorures des métalloïdes sont des liquides et gaz, possèdent de bas point de fusion.
(6) Certains éléments ne se combinent pas avec le chlore tels que : He, Ne et Ar ; ces éléments sont appelés « des gaz rares » puisqu’ils sont à l’état gazeux.
(7) En classant les chlorures de 20 premiers éléments par masse atomique croissant de gauche à droite et plaçant les éléments qui ont des propriétés semblables dans les mêmes colonnes selon le tableau ci-dessous.
Tableau 4.2 Classement des chlorures de 20 premiers éléments par masse atomique croissant
HCℓ He LiCℓ BeCℓ2 BCℓ3 CCℓ4 NCℓ3 Cℓ2O CℓF Ne NaCℓ MgCℓ2 AℓCℓ3 SiCℓ4 PCℓ3 SCℓ2
Cℓ–Cℓ KCℓ Ar CaCℓ2
Tableau 4.3 Classement des 20 premiers éléments par masse atomique croissant en plaçant les éléments qui ont des propriétés semblables dans les mêmes colonnes, en justifiant dans le tableau 4.2.
H He Li Be B C N O
Cℓ Ne Na Mg Aℓ Si P S
Cℓ K Ar Ca
1.1. Avantage des chlorures dans la vie quotidienne
Les chlorures ont beaucoup d’avantage dans la vie quotidienne : (1) Le chlorure de sodium (NaCℓ) est utilisé dans la cuisine. Il
permet lors de la salaison de conserver les aliments. Le chlorure de sodium, matière première de base, est utilisé dans l’industrie chimique pour produire de la soude caustique (NaOH), de bicarbonate de soude (NaHCO3), de carbonate de soude (Na2CO3) et d’acide chlorhydrique (HCℓ). NaCℓ est utilisé pour le salage des routes en hiver.
(2) L’acide chlorhydrique (HCℓ) est le principal constituant des acides gastriques. Il est donc présent dans l’estomac où il contribue à la digestion des aliments. Enlever la rouille avant de plâtrer des agents anti-rouille.
(3) Le chlorure de potassium (KCℓ) est utilisé dans la fabrication des engrais.
(4) Le chlorure de calcium (CaCℓ2) est utilisé pour l’absorption de l’humidité, pour la pluviogénie, dans la réfrigération.
(5) Le chlorure d’ammonium (NH4Cℓ) est utilisé en métallurgie pour l’électrolyte de la pile sèche (piles Leclanché) et dans la préparation des engrais.
(6) L’hypochlorite de sodium (NaCℓO) et l’hypochlorite de calcium [Ca(CℓO)2] sont utilisés dans de nombreux procédés tels que le blanchiment du linge, blanchiment de la pâte à papier, constituant du savon en poudre, la désinfection des bactéries, des virus et des algues dans l’eau du robinet et des piscines.
(7) Le tétrachlorocarbone (ou tétrachlorométhane : CCℓ4) et le chloroforme (CHCℓ3) sont de bons excellents solvants pour de nombreux matériaux organiques.
(8) Le dichloro-diphényle-trichloro-éthane [DDT : (C6H4Cℓ)2CHCℓ3]
(9) Les chlorures tels que CF2Cℓ2, CFCℓ3, C2F2Cℓ2 appelé sous le nom de chlorofluorocarbones ou fréon (CFC) sont utilisés dans l’industrie du froid et la pulvérisation dans un spray. Le bromochlorodifluorométhane (CBrCℓF2 ou BCF) est principalement utilisé pour éteindre les incendies dans la voiture et l’avion.
1.2. Inconvénients des chlorures dans la vie quotidienne Les chlorures ont aussi des inconvénients :
(1) Les CCℓ4 et CHCℓ3 en vapeur sont dangereux pour le système respiratoire.
(2) Le DDT est une substance toxique, se décompose lentement et des résidus dans le sol pour longtemps. Actuellement l’Organisation Mondiale de la Santé interdit l’usage de cette substance.
(3) Le CFC provoque l’effet sur l’environnement car il va détruire de la couche d’ozone et les rayons ultraviolets peuvent beaucoup passer dans le monde entier ce qui provoque cancers aux hommes.
(4) Le phosgène (COCℓ2), le diphénylchloroarsine ou diphényl- chloro-arsenic [(C6H5)2AsCℓ] sont des gaz lacrymogènes. Ces gaz sont utilisés dans la guerre mondiale.
II. Les oxydes
Les oxydes sont des composés contenant l’élément oxygène avec un autre élément, par exemple, l’oxyde de potassium (K2O) est constitué du potassium (K) et de l’oxygène (O), l’oxyde d’azote est constitué d’azote (N) et d’oxygène (O).
Vous pouvez étudier les propriétés des oxydes de 20 premiers éléments dans le tableau ci-dessous.
Tableau 4.1 Quelques propriétés des 20 premiers oxydes classés par masse atomique
N° Symbole Masse atomique
Propriétés des oxydes Formule
Point de fusion
(°C)
État à 25°C
Acidité- basicité
1 H 1,008 H2O 0 liquide neutre
2 He 4,003 - - - -
3 Li 6,94 Li2O supérieur à 1700
solide base
4 Be 9,01 BeO 2530 solide insoluble dans
l’eau
5 B 10,81 B2O3 450 solide acide
6 C 12,01 CO2 56,6 gaz acide
7 N 14,01 N2O5 30 solide acide
8 O 16,00 O2 218,4 gaz peu soluble
dans l’eau
9 F 19,00 OF2 223,8 gaz acide
10 Ne 20,18 - - - -
11 Na 22,99 Na2O 1275 solide base
12 Mg 24,31 MgO 2852 solide base
13 Aℓ 26,98 Aℓ2O3 2072 solide insoluble dans l’eau 14 Si 28,09 SiO2 17235 solide insoluble dans
l’eau
15 P 30,97 P2O5 582,5 solide acide
16 S 32,06 SO2 72,7 gaz acide
17 Cℓ 35,45 Cℓ2O 20 gaz acide
18 K 39,10 K2O 350 solide base
19 Ar 39,95 - - - -
20 Ca 40.08 CaO 2614 solide base
Les oxydes rencontrés dans la vie quotidienne sont dans les états solides, liquides et gazeux, par exemple :
- les oxydes à l’état solide, tels que le dioxyde de silicium (SiO2), l’oxyde d’étain IV (SnO2), l’oxyde de fer III (Fe2O3)…
- les oxydes à l’état liquide, tels que l’eau (H2O)…
- les oxydes à l’état gazeux, tels que le dioxyde de carbone (CO2)…
2.1. Avantage des oxydes dans la vie quotidienne
Les oxydes ont beaucoup d’avantage dans la vie quotidienne : (1) Le dioxyde de carbone (CO2) est utilisé :
- comme composant pétillant dans les boissons gazeuses, les sodas ;
- pour éteindre le feu et pour la préparation de la glace sèche ; - pour la conservation des aliments et préparation de la glace ; - comme élément de base pour la préparation des engrais
azotés tel que l’urée ;
- comme un substrat pour la photosynthèse des végétaux ; - comme composant dans les graines des céréales pour
empêcher la prolifération.
(2) Le dioxyde de silicium (SiO2) ou la silice existe à l’état libre sous différentes formes cristalline. Il est également très abondant dans la nature. On l’utilise dans la fabrication des bijoux, dans l’industrie de verre, du papier de verre pour polir des métaux et dans la passoire.
(3) Le monoxyde de carbone (CO) est utilisé comme agent réducteur dans la métallurgie d’étain et de la fonte.
(4) Le gaz mixte de CO et H2 appelé gaz de l’eau et le gaz mixte de CO et N2 appelé producteur de gaz sont utilisés comme combustibles.
(5) Le dioxyde de soufre (SO2) est utilisé comme agent de blanchiment, désinfectant. C’est le produit de base dans la synthèse de l’acide sulfurique (H2SO4).
(6) L’eau (H2O), sous forme liquide, est essentielle aux organismes vivants ; permet des différents processus au sein des cellules tels que la digestion, l’absorption, la respiration d’être normale ; ajuster la température du corps ; laver de la saleté ; utilise pour le refroidissement du moteur, dans l’agriculture, pour la cuisson, de plus, l’eau est aussi utilisé pour produire de l’électricité, dans l’industrie, dans les communications…
2.2. Inconvénients des oxydes dans la vie quotidienne Les oxydes ont aussi des inconvénients :
(1) Les gaz CO2, CO, SO2, NO, NO2 provoquent la pollution de l’air. Ces gaz polluants sont produits par des activités industrielles, les automobiles mais aussi des fumées.
(2) Le gaz SO2 provoquerait un danger pour la santé lors du contact avec la peau et les muqueuses. L’inhalation du SO2
gazeux provoque une bronchite, est une cause des troubles respiratoires et l’obtention dans les hautes doses de ce gaz provoque la mort.
(3) Le gaz CO provoque des troubles respiratoires, des maux de tête, des nausées, une perte de connaissance due à une obstruction de l’oxygène de l’hémoglobine. Si on obtient le CO à de grande quantité peut provoquer des symptômes aigus de l’hypoxie et entraine la mort.
(4) Le dioxyde de carbone (CO2) provoque l’effet de serre. Une grande quantité de ce gaz rend la fatigue, cause des problèmes de santé, de courte vie.
(5) Le gaz monoxyde d’azote (NO) est un gaz irritant pour les bronches, il réduit le pouvoir oxygénateur du sang.
(6) Le gaz dioxyde d’azote (NO2) est toxique. Il pénètre profondément dans les poumons.
(7) Le gaz trioxyde de soufre (SO3) isole dans l’humidité est converti directement en acide sulfurique (H2SO4) ce qui provoque la corrosion pour les constructions.
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1. Si l’élément Z se classe dans le même groupe que Be, Mg, Ca, lequel des composés ci-dessous sont des chlorures et des oxydes de Z ?
a) ZCℓ3 ; Z2O b) ZCℓ2 ; ZO c) ZCℓ2 ; ZO2
d) ZCℓ ; Z2O
2. Sachant que le métal R réagit avec le dioxygène pour donner un oxyde de formule R2O, l’oxyde de R peut-il soluble dans l’eau ? Si oui, la solution donne des caractères acide ou basique ?
3. Deux chlorures sont tous solubles dans l’eau, la première donne la solution neutre et le deuxième la solution acide. Quels sont ces deux chlorures parmi les composés ci-dessous ?
a) MgCℓ2 et AℓCℓ3
b) AℓCℓ3 et PCℓ5
c) BeCℓ2 et MgCℓ2
d) LiCℓ et BeCℓ2
4. L’élément Y est un solide et bon conducteur de l’électricité, la réaction avec le dichlore (Cℓ2) donne le chlorure liquide miscible avec l’eau, quel est le caractère de cet chlorure ?
a) La solution est basique.
b) La solution est neutre.
c) La solution est acide.
d) On ne peut pas conclure.
5. On a deux types d’oxydes : le premier est un gaz et le deuxième, un solide ; la solution des deux oxydes possède des propriétés acides, quels sont les deux oxydes ?
a) SO2 et CO2
b) Cℓ2O et K2O c) MgO et P2O5 d) CO2 et N2O5
6. Quelle est l’utilisation du DDT ? Quels sont les avantages et les inconvénients ? Doit-on l’utiliser, pourquoi ?
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