TP : Le tableau périodique des éléments

Thème 1 : CONSTITUTION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE TP 2nde

PLACE D’UN ÉLÉMENT DANS LA CLASSIFICATION PÉRIODIQUE

Objectif : Déterminer la position d’un élément dans la classification périodique.

Compétences travaillées :

APP : Extraire et organiser l’information.

ANA-RAIS : Élaborer un protocole.

COM : Rendre compte à l’écrit.

Notions : Configuration électronique - Électrons de valence - Position dans le tableau périodique

CONTEXTE

Le tableau périodique des éléments tel que nous le connaissons aujourd’hui a connu des ajustements.

Initialement établi en 1869 par le chimiste russe Dimitri Mendeleïev autour des propriétés chimiques des éléments, il est organisé en fonction de leur configuration électronique.

PROBLÉMATIQUE

Déterminer la position d’un élément dans la classification périodique à partir de la configuration électronique d’un atome et inversement.

DOCUMENTS À DISPOSITION Doc 1 : Tableau périodique

Le tableau simplifié présenté ci-dessous regroupe les 3 premières lignes du tableau périodique, soit les 18 premiers éléments.

Et pour avoir le tableau complet, deux sites :

• https://ptable.com/

• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/

c8/Tableau_périodique_des_éléments_%28détaillé

%29.svg

Doc 2 : Configurations électroniques à l’état fondamental

Symbol e

Numéro atomique

Z

Configuration électronique Al 13 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

B 5 1s²2s²2p¹

Be 4 1s²2s²

Cl 17 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

F 9 1s²2s²2p⁵

H 1 1s¹

He 2 1s²

Li 3 1s²2s¹

Mg 12 1s²2s²2p⁶3s²

N 7 1s²2s²2p³

Na 11 1s²2s²2p⁶3s¹ Doc 3 : Complément scientifique

Les électrons d’un atome se répartissent en couches électroniques (notées n = 1, 2, 3, etc.), elles-mêmes composées de sous-couches (notées s, p, d, etc.).

La configuration électronique d’un atome décrit la répartition de ses électrons sur les différentes sous-couches. Les électrons de valence sont les électrons qui occupent la dernière couche.

• La sous-couche s peut contenir au maximum 2 électrons

• La sous-couche p peut contenir au maximum 6 électrons Exemple : Atome de soufre S (Z= 16) 16 électrons à répartir.→ Configuration électronique : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Électrons de valence : électrons des couches de numéro n le plus grand.

Ici, il y a 6 électrons sur la couche n = 3

Règles de remplissage Couche Sous-couche

n=1 1s

↓ n=2 2s→2p

↙ n=3 3s→3p … 3d

↙

Lorsqu’une sous-couche est pleine, remplir la suivante si nécessaire.

Thème 1 : CONSTITUTION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE TP 2nde TRAVAIL À RÉALISER

1) Compléter le tableau périodique (page suivante) en écrivant la configuration électronique et le nombre de valence de chaque atome du doc 2. (ANA-RAIS)

2) Indiquer le point commun des configurations électroniques des atomes des éléments appartenant à une même ligne. (ANA-RAIS)

3) Indiquer le point commun des configurations électroniques des atomes des éléments appartenant à une même colonne. (ANA-RAIS)

4) Déterminer la place (colonne et ligne), puis le symbole de l’élément dont l’atome a pour configuration électronique : 1s2 2s2 2 p6 3s2 3p2 . (ANA-RAIS)

5) L’élément oxygène O a pour numéro atomique Z = 8. Déterminer la configuration électronique d’un atome d’oxygène. (ANA-RAIS)

6) Justifier la place de l’élément O dans le tableau périodique du doc 1 . (ANA-RAIS)

7) Rédiger une règle permettant de déterminer la position d’un élément dans le tableau périodique à partir de sa configuration électronique. (COM)

8) Compléter le tableau en écrivant les configurations électroniques des atomes qui ne sont pas dans le doc 2. (ANA-RAIS)

9) Colorer aux crayons de couleur les différentes familles d’éléments : Par exemple :

• Métaux alcalins : rouge

• Non métaux : bleu

• Métaux alcalino-terreux : orange

• Métalloïdes : vert

• Métaux pauvres : jaune

Thème 1 : CONSTITUTION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE TP 2nde

Gaz nobles 18

H e

N e A r

17

F C l

16

O S

15

N P

14

C

S i

13

B

A l

2

B e

M g

1

H

L i

N a

Numérode Colonnes Nomdel’élément Numéroatomique Nombredevalence Configuration électronique Nomdel’élément Numéroatomique Nombredevalence Configuration électronique Nomdel’élément Numéroatomique Nombredevalence Configuration électronique