21/11/2013 UN05_classification.doc 1/3
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2nde Thème : Univers TP n°9
Chimie
La classification périodique des éléments
Chap.5Classification historique de Mendeleïev
Mendeleïev (1834-1907) eut l’idée de classer les éléments, connus à son époque, en colonnes et en lignes par ordre de masses (molaires) atomiques croissantes, de telle manière que les éléments figurant dans une même colonne présentent des propriétés chimiques semblables.
I. Classification moderne (11 points)
1. Principes de la classificationCette classification comporte généralement 7 lignes ou périodes et 18 colonnes.
1.1. Suivant quel critère sont rangés les éléments chimiques suivant une ligne ?
...
1.2. Suivant quel critère sont rangés les éléments chimiques sur une colonne ?
...
2. Présentation du tableau périodique réduit aux 20 premiers éléments (Voir au page 3)
Les informations importantes sont : le symbole et le nom de l’élément chimique et le numéro atomique.
2.1. Compléter le numéro atomique Z de chaque élément chimique.
2.2. A une période donc à une ligne de la classification périodique correspond une couche électronique
A la 1ère ligne correspond la couche électronique ... ou au nombre quantique principal n = ...
A la 2ème ligne correspond la couche électronique ... ou au nombre quantique principal n = ...
A la 3ème ligne correspond la couche électronique ... ou au nombre quantique principal n = ...
Le parcours d’une ligne correspond au remplissage d’une couche électronique, les couches inférieures étant saturées.
2.3. Donner la répartition en couches électroniques pour chaque élément chimique page 3.
2.4. La couche électronique K est saturée pour quel nombre d’électrons ? ...
La couche électronique L est saturée pour quel nombre d’électrons ? ...
La couche électronique M est saturée pour 18 électrons.
II. Utilisation de la classification périodique (19 points)
1. Familles chimiquesLes atomes des éléments d’une même colonne ont des propriétés chimiques très semblables. On dit que les éléments d’une même colonne constituent une famille chimique.
1.1. Repérer sur la classification par des couleurs différentes les familles des alcalins, des alcalino-terreux, des halogènes et des gaz rares (ou gaz nobles).
1.2. Citer 2 éléments chimiques alcalins : ... (L’hydrogène n’en fait pas partie) Citer 2 éléments chimiques alcalino-terreux : ...
Citer 2 éléments chimiques halogènes : ...
Citer 2 éléments chimiques gaz rares : ...
Les propriétés chimiques des atomes des différents éléments dépendent essentiellement du nombre d’électrons présents dans leur couche externe ou dernière couche.
1.3. Quel est le nombre d’électrons sur la couche externe des alcalins ? ...
Quel est le nombre d’électrons sur la couche externe des alcalino-terreux ? ...
TOTAL : ... /50
NOTE : ... /20
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Quel est le nombre d’électrons sur la couche externe des halogènes ? ...
Quel est le nombre d’électrons sur la couche externe des gaz rares ? ...
1.4. En général, les atomes des éléments appartenant à une même colonne du tableau périodique possèdent ... ... sur leur couche externe.
2. Prévision de la charge d’un ion monoatomique
2.1. Les éléments chimiques de la colonne (I) possèdent ... électron sur leur couche externe. Ils ont tendance à le perdre pour donner un ion portant une charge positive (cation). Exemples : ...
2.2. Les éléments chimiques de la colonne (II) possèdent ... électrons sur leur couche externe. Ils ont tendance à les perdre pour donner un ion portant une charge positive (cation). Exemples : ...
2.3. Les éléments chimiques de l’avant-dernière colonne (VII) possèdent ... électrons sur leur couche externe. Ils ont tendance à en gagner un pour donner un ion portant une charge négative (anion).
Exemples : ...
2.4. Tous ces ions ont soit ... électrons soit ... électrons sur leur couche externe soit la configuration électronique d’un ... ...
III. Expériences sur les halogènes (20 points)
Les réponses sont à donner sur la dernière page.
Les halogènes sont les éléments chimiques de l’avant-dernière colonne de la classification périodique avec comme principaux éléments : fluor F, chlore Cl, brome Br et iode I
Rappels
Il existe 2 types d’ions : les anions chargés négativement,
soit monoatomiques comme les ions chlorure Cl-, bromure Br-, iodure I- ; ou polyatomiques comme les ions nitrate NO3-
, sulfate SO42-
, phosphate PO43-
Il existe également les cations chargés positivement monoatomiques comme les ions K+, Na +, Ag+, Ca2+, Mg2+, Al3+ etc.
1. Réactions des ions halogénures avec les ions argent
Prendre 3 tubes à essais, verser dans le 1er, environ 2 mL de solution de chlorure de potassium, dans le 2ème, environ 2 mL de solution de bromure de potassium et dans le 3ème, environ 2 mL d’iodure de potassium.
1.1. Ajouter dans chacun de ces tubes quelques gouttes de nitrate d’argent. Observer et noter vos observations.
1.2. Faire l’inventaire des ions contenus dans chaque tube.
1.3. Quelles sont les espèces chimiques électriquement neutres pouvant se former ?
1.4. En déduire la formule des précipités en observant la solution de nitrate de potassium sur le bureau.
2. Réactions des ions halogénures avec les ions plomb
Prendre 3 tubes à essais, verser dans le 1er, environ 2 mL de solution de chlorure de potassium,
dans le 2ème, environ 2 mL de solution de bromure de potassium et dans le 3ème, environ 2 mL d’iodure de potassium.
2.1. Ajouter dans chacun de ces tubes quelques gouttes de solution de nitrate de plomb. Observer et noter vos observations.
2.2. Faites l’inventaire des ions contenus dans chaque tube. Quelles sont les espèces chimiques électriquement neutres pouvant se former ?
2.3. En déduire la formule des précipités observés.
3. Réaction du diiode avec l’aluminium ou comment allumer le feu avec de l’eau (professeur)
On mélange, dans un mortier et dans de bonnes proportions, du diiode I2 avec de la poudre d’aluminium à l’aide d’un pilon. On verse quelques gouttes d’eau sur le mélange.
3.1. Faire le schéma de l’expérience.
3.2. Noter vos observations.
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Extrait de la classification périodique
I II III IV V VI VII VIII
couche ...
n = ...
H hydrogène
Z = 1 K(1)
He hélium Z = ...
K(2)
couche ...
n = ...
Li lithium Z = ...
K(2)L(1)
Be béryllium Z = ...
...
B bore Z = ...
...
C carbone Z = ...
...
N azote Z = ...
...
O oxygène Z = ...
...
F fluor Z = ...
...
Ne Néon Z = ...
...
couche ...
n = ...
Na sodium Z = ...
...
Mg magnésium Z = ...
...
Al aluminium Z = ...
...
Si silicium Z = ...
...
P phosphore Z = ...
...
S soufre Z = ...
...
Cl chlore Z = ...
...
Ar argon Z = ...
...
couche ...
n = ...
K potassium Z = ...
...
Ca calcium Z = ...
...
Seules les trois premières lignes sont à connaître. Ils existent beaucoup de moyens mnémotechniques pour la 2ème ligne et la 3ème ligne 2ème ligne : « Lire Beaucoup Balzac Car Notre Orthographe Fait Négligée »
3ème ligne : Napoléon, Mangea Allègrement Six Poulets Sans Claquer d'Argent
Voir : http://fr.wikibooks.org/wiki/Liste_de_mn%C3%A9moniques - Tableau_p.C3.A9riodique_des_.C3.A9l.C3.A9ments
