Utiliser la classification des éléments chimiques

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les éléments chimiques présents dans l'Univers


Rappels de cours

1 Les familles d’éléments chimiques

La classification des éléments est qualifiée de périodique car les éléments ayant des propriétés semblables sont situés dans une même colonne : ils constituent une famille chimique. Cette ressemblance est due à leur configuration électronique externe qui est la même.

Nom de la famille

alcalins

halogènes

gaz nobles

Numéro de colonne

1

17

18

Nombre d’électrons externes

1

7

2

8

Premiers éléments

Li, Na, K

F, Cl, Br

He

Ne, Ar

exemples

Les gaz nobles ont une couche externe en duet ou en octet, ils sont très stables (grande inertie chimique).

Les alcalins (1re colonne) sont des métaux relativement mous qui réagissent vivement avec l’eau.

2 La charge des ions monoatomiques

Pour satisfaire les règles du duet ou de l’octet, les atomes forment des ions monoatomiques . Les atomes des éléments d’une même colonne possèdent le même nombre d’électrons sur leur couche externe : ils forment donc des ions ayant la même charge électrique.

exemples

Les alcalins (colonne 1) possèdent un seul électron sur le niveau externe ; ils le perdent facilement pour former les ions Li+, Na+ et K+.

Les halogènes (colonne 17) possèdent 7 électrons sur le niveau externe ; ils gagnent facilement un électron pour satisfaire la règle de l’octet et forment les ions F, Clet Br.

De même, les éléments de la colonne 2 perdent facilement 2 électrons et ceux de la colonne 16 gagnent 2 électrons.

Méthodes

Connaître quelques familles chimiques

1. À quelle famille appartiennent les éléments hélium (Z=2), néon (Z=10) et argon (Z=18) ? Donner leur structure électronique.

2. Comment appelle-t-on la famille des éléments dont l’atome possède un seul électron sur la couche externe ? Quels ions monoatomiques forment-ils ?

Conseils

1. Recherchez le nombre d’électrons de la couche externe pour trouver la colonne.

2. Rappelez-vous qu’un ion se forme en gagnant ou perdant des électrons de la couche externe de l’atome.

Solution

1. Hélium, néon et argon appartiennent à la famille des gaz nobles :

He(K)2, Ne(K)2(L)8, Ar(K)2(L)8(M)8.

2. Ce sont les éléments de la 1re colonne : famille des alcalins. Ils forment les ions Li+, Na+ et K+ qui portent une charge +e car ils perdent l’électron de la couche externe.

Utiliser la classification

L’oxygène a pour numéro atomique Z=8.

1. Quelle est sa place dans la classification périodique ?

2. Quelle est la configuration électronique de l’élément qui suit l’oxygène ? À quelle famille appartient-il ?

Conseils

Commencez par établir la structure électronique de l’oxygène.

Rappelez-vous que les éléments chimiques sont classés par numéro atomique Z croissant dans la classification périodique.

Solution

1. L’atome d’oxygène de numéro atomique Z=8 a pour structure électronique (K)2(L)6. Il se trouve sur la deuxième ligne du tableau dans la colonne 16.

2. L’élément qui le suit Z = 9 est le fluor. Sa configuration est (K)2(L)7 ; il appartient à la famille des halogènes.