Activité 2nde : Les éléments chimiques présents dans l'Univers

[Domitilien]

Bonjour, j'aurais besoin d'aide et d'explications pour une activité à laquelle je ne comprends pas grand chose.

Voici les questions :

C) Illustrer la dernière phrase du docA-1 à l'aide des docA-2 et docA-3.

Doc A1
La démarche de D.Mendeleïev :
Etudiant les 63 éléments chimiques connus à l'époque, le savant prend soudain conscience qu'en les rangeant selon leur masse atomique croissante se dessine une nette périodicité concernant leurs propriétés.
Pour mettre en évidence cette dernière, il choisit de ranger les 63 éléments verticalement en fonction de leur masse atomique croissante, changeant de colonne quand des propriétés particulières réapparaissent.

DocA2 et A3



D) Pourquoi Mendeleïev s'interroge-t-il sur la place de l'iode I et du tellure Te ?

E) Rédiger une synthèse argumentée expliquant comment retrouver la charge d'un ion monoatomique à partir de la place de son élément dans la classification périodique. Les résultats obtenus sont-ils en accord avec les règles du duet et de l'octet ? Justifier


Merci par avance.
Passez une agréable journée.
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[Kemiste]

Bonjour,

Merci de nous présenter ce que tu as fait (http://forums.futura-sciences.com/ch...ces-forum.html).

[Domitilien]

Voici ce que j'ai fait :
1) Quels sont les éléments qui apparaissent dans les deux premières colonnes de la classification de Mendeleïev*? comment sont-ils rangés dans la classification actuelle*?

Les éléments qui apparaissent dans les deux premières colonnes de la classification de Mendeleïev sont l'hydrogène (H), le lithium (Li), le béryllium (Be), le bore (B), le carbone (C), l'azote (N), l'oxygène (O), le fluor (F) et le sodium (Na).
Dans la classification actuelle, ils sont rangés par numéro Z atomique croissant, par période et en fonction des familles chimiques (gaz nobles, alcalins, halogènes), en fonction de leurs nombres de couches électroniques.
Alors que dans la classification de Mendeleïev, les éléments sont rangés en fonction de leur masse atomique croissante et changent de colonne quand des propriétés apparaissent.


3) Situer les éléments de la ligne du fluor F dans la classification actuelle. Comment nomme-t-on ces éléments*?

Les éléments de la ligne du fluor F se situent dans la première case de la colonne 17, au-dessus du chlore Cl.
Ces éléments se nomment les halogènes.

5) Nommer tous les éléments chimiques du docB-1 et donner leur formule électronique.
Hydrogène H 1, Lithium Li 3, Béryllium Be 4, Sodium Na 11, Magnésium Mg 12, Calcium Ca 20, Bore B 5, Aluminium Al 13, Carbone C 6, Sillicium Si 14, Azote N 7, Phosphore P 15, Oxygène O 8, Soufre S 16, Fluor F 9, Chlore Cl 17, Hélium He 2, Néon Ne 10, Argon Ar 18 et Potassium K 19.
Hydrogène H*: Z=1 Formule électronique*: K1
Lithium Li*: Z=3 Formule électronique*: K2L1
Béryllium Be : Z= 4 Formule électronique*: K2L2
Sodium Na : Z= 11 Formule électronique*: K2L8M1
Magnésium Mg : Z= 12 Formule électronique*: K2L8M2
Calcium Ca : Z= 20 Formule électronique*: K2L8M10
Bore B : Z= 5 Formule électronique*: K2L3
Aluminium Al : Z= 13 Formule électronique*: K2L8M3
Carbone C : Z= 6 Formule électronique*: K2L4
Sillicium Si : Z= 14 Formule électronique*: K2L8M4
Azote N : Z= 7 Formule électronique*: K2L5
Phosphore P : Z= 15 Formule électronique*: K2L8M5
Oxygène O : Z= 8 Formule électronique*: K2L6
Soufre S : Z= 16 Formule électronique*: K2L8M6
Fluor F : Z= 9 Formule électronique*: K2L7
Chlore Cl : Z= 17 Formule électronique*: K2L8M7
Hélium He : Z= 2 Formule électronique*: K2
Néon Ne*: Z= 10 Formule électronique*: K2L8
Argon Ar*: Z= 18 Formule électronique*: K2L8M8
Potassium K*: Z=19 Formule électronique*: K2L8M9

6) Par quelle grandeur caractérise-t-on un élément chimique*? Présenter en quelques lignes, la démarche suivie pour établir la classification actuelle.

On caractérise la grandeur d'un élément chimique par son numéro atomique Z.
Pour établir la classification actuelle, on classe les éléments par numéro atomique croissant dans des lignes, une ligne correspondant à une période numérotée de I à VII (les éléments d'une même période ont tous le même nombre de couches électroniques).
Les éléments dont les atomes ont le même nombre d'électrons dans leur couche K sont classés dans la même colonne (1 à 18), ils forment une famille chimique.

J'avais oublié les deux autres documents :
Doc B : Une utilisation de la classification actuelle



Voilà merci.

[Domitilien]

Et voilà ce que j'ai fait pour les questions concernées :

2) Illustrer la dernière phrase du docA-1 à l’aide des docA-2 et docA-3.

Dans son tableau, Mendeleïev classait les éléments par masse atomique croissante et changeait de colonnes quand de nouvelles propriétés apparaissaient.
Dans la colonne 1, Mendeleïev mettait les éléments ayant une masse atomique allant de 1 à 7 (H et Li). Dans la deuxième colonne, il range les éléments ayant une masse atomique allant de 9,4 à 23 (Be, B, C, N, O, F, Na). Dans la troisième, on trouve les éléments ayant une masse atomique allant de 24 à 75,6. Dans la quatrième, il y a les éléments dont la masse atomique varie de 50 à 95. Dans la cinquième, la masse atomique va de 90 à 137 et dans la dernière colonne, de 180 à 207.
Les changements de colonne sont opérés à chaque fois que de nouvelles propriétés apparaissent, ces propriétés peuvent par exemple être la température de fusion Tfus . Les éléments ayant des masses atomiques voisines ET une température de fusion similaires sont donc rangés dans une même colonne.

4) Pourquoi Mendeleïev s’interroge-t-il sur la place de l’iode I et du tellure Te*?
On voit que Mendeleïev a inversé les places de l'iode I et du tellure Te, l'iode I a une masse atomique de 127 et est pourtant placé après le tellure Te qui a une masse atomique supérieure, 128. Il se pose une question de priorié, si il est préférable pour plus de cohérence dans le tableau de favoriser la masse atomique ou les propriétés chimiques.
Est-ce que c'est juste ?
Et la dernière, je n'y arrive pas du tout.
Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Duke Alchemist]

Bonjour.

L'inversion I / Te provient des propriétés chimiques. Les masses sont en effet échangées mais les numéros atomiques seront eux dans le "bon sens".

Duke.

[Domitilien]

Merci pour votre aide Duke.

[Domitilien]

Quelqu'un pourrait-il m'aider pour la question 7 s'il vous plaît ?

Je n'attends pas qu'on me fasse la synthèse. Juste qu'on m'aide à comprendre. Merci.

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Après relecture, je n'ai pas trouvé la question 7...

Concernant la question 5, tu n'as pas mentionné l'élément Ca qui apparaît bien dans le doc.B
La répartition électronique de K est K²L⁸M⁸N¹ : tu changes de lignes et donc de couche électronique.
Ce sont les éléments de transition qui "complètent" la couche M (soit Sc, Ti, V,..., Zn).

Cordialement,
Duke.

[Duke Alchemist]

Re-

En relisant la question 5, j'ai vu le calcium
Sa structure est un peu du genre de celle de K du message précédent.
Pourquoi ne pas les avoir présentés dans l'ordre de numéro atomique croissant ?

Duke.

[Duke Alchemist]

Re-

6) ...
Les éléments dont les atomes ont le même nombre d'électrons dans leur couche K sont classés dans la même colonne (1 à 18), ils forment une famille chimique.

Une coquille (en gras), n'est-ce pas ?

C'est difficile de relire les réponses à cause de la correspondance "foireuse" entre les lettres et les chiffres utilisés pour les questions.
En fait, tu demandes de l'aide pour la question initialement "E" ? Si c'est le cas, n'as-tu pas des petites idées de ce que tu pourrais y mettre ?

Cordialement,
Duke.

[MmeMalia]

1) Quels sont les éléments qui apparaissent dans les deux premières colonnes de la classification de Mendeleïev*? comment sont-ils rangés dans la classification actuelle*?

Les éléments qui apparaissent dans les deux premières colonnes sont l'Hydrogène, le Lithium, le Béryllium, le Bore, le Carbone, l'Azote, l'Oxygène, le Fluor et le Néon.
Actuellement, ils sont sur les deux premières lignes, donc allignés.

2) Illustrer la dernière phrase du docA-1 à l’aide des docA-2 et docA-3.






3) Situer les éléments de la ligne du fluor F dans la classification actuelle. Comment nomme-t-on ces éléments*?

Les éléments présents dans la ligne du Fluor sont dans la colonne 17 du classement actuel.
On les nomme «*Halogènes*».

4) Pourquoi Mendeleïev s’interroge-t-il sur la place de l’iode I et du tellure Te*?
Mendeleïev s'interroge sur la place de l'iode et du tellure car ils ne respecte pas l'ordre croissant de la masse atomique.
Te (=128) est avant I (=127).

5) Nommer tous les éléments chimiques du docB-1 et donner leur formule électronique.

Hydrogène = K1 Sodium = K2L8M1
Hélium = K2 Magnésium = K2L8M2
Litium = K2L1 Aluminium = K2L8M3
Béryllium = K2L2 Silicium = K2L8M4
Bore = K2L3 Phosphore = K2L8M5
Carbone = K2L4 Soufre = K2L8M6
Azote = K2L5 Chlore = K2L8M7
Oxygène = K2L6 Argon = K2L8M8
Fluor = K2L7 Potassium = K2L8M9
Néon = K2L8 Calcium = K2L8M10

6) Par quelle grandeur caractérise-t-on un élément chimique*? Présenter en quelques lignes, la démarche suivie pour établir la classification actuelle.

La grandeur qui caractérise un élément chimique est Z.
On a établit la classification actuelle grâce à un tableau.
Les corps chimiques sont rangés en lignes et en colonnes par ordre croissant par rapport à leur masse atomique. Les lignes représentent la période. On change de lignes quand on change de période.
Les colonnes représentent les corps chimiques avec la même quantité d'électrons externes.

Et voilà, j'espère vous avoir aidé !

[Kemiste]

Bonjour et bienvenue

Et voilà, j'espère vous avoir aidé !

Nous ne sommes pas là pour faire les devoirs mais pour apporter une aide. Merci de ne pas donner de réponses détaillées.

[MmeMalia]

Ok, je le saurai pour la prochaine fois.
Merci

[Domitilien]

Re-

En fait, tu demandes de l'aide pour la question initialement "E" ? Si c'est le cas, n'as-tu pas des petites idées de ce que tu pourrais y mettre ?

Cordialement,
Duke.

Merci de votre reponse, oui il y a un peu eu confusion entre les lettres et les chiffres, mais oui je parle bien de la question E. Non, je n´ai absolument aucune idee.

1) Quels sont les éléments qui apparaissent dans les deux premières colonnes de la classification de Mendeleïev*? comment sont-ils rangés dans la classification actuelle*?

Les éléments qui apparaissent dans les deux premières colonnes sont l'Hydrogène, le Lithium, le Béryllium, le Bore, le Carbone, l'Azote, l'Oxygène, le Fluor et le Néon.
Actuellement, ils sont sur les deux premières lignes, donc allignés.

2) Illustrer la dernière phrase du docA-1 à l’aide des docA-2 et docA-3.






3) Situer les éléments de la ligne du fluor F dans la classification actuelle. Comment nomme-t-on ces éléments*?

Les éléments présents dans la ligne du Fluor sont dans la colonne 17 du classement actuel.
On les nomme «*Halogènes*».

4) Pourquoi Mendeleïev s’interroge-t-il sur la place de l’iode I et du tellure Te*?
Mendeleïev s'interroge sur la place de l'iode et du tellure car ils ne respecte pas l'ordre croissant de la masse atomique.
Te (=128) est avant I (=127).

5) Nommer tous les éléments chimiques du docB-1 et donner leur formule électronique.

Hydrogène = K1 Sodium = K2L8M1
Hélium = K2 Magnésium = K2L8M2
Litium = K2L1 Aluminium = K2L8M3
Béryllium = K2L2 Silicium = K2L8M4
Bore = K2L3 Phosphore = K2L8M5
Carbone = K2L4 Soufre = K2L8M6
Azote = K2L5 Chlore = K2L8M7
Oxygène = K2L6 Argon = K2L8M8
Fluor = K2L7 Potassium = K2L8M9
Néon = K2L8 Calcium = K2L8M10

6) Par quelle grandeur caractérise-t-on un élément chimique*? Présenter en quelques lignes, la démarche suivie pour établir la classification actuelle.

La grandeur qui caractérise un élément chimique est Z.
On a établit la classification actuelle grâce à un tableau.
Les corps chimiques sont rangés en lignes et en colonnes par ordre croissant par rapport à leur masse atomique. Les lignes représentent la période. On change de lignes quand on change de période.
Les colonnes représentent les corps chimiques avec la même quantité d'électrons externes.

Et voilà, j'espère vous avoir aidé !

Merci de votre reponse.

PS : Pardon pour les oublis d`accent, clavier QWERTY oblige.

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Pour la question E, je te propose de partir d'un exemple d'élément pour lequel tu as la répartition électronique ainsi que l'ion qu'il va former.
Par exemple : l'élément fluor F a pour répartition K²L⁷.
Comment l'ion fluorure F^- (docB-2) se forme-t-il à partir de l'élément F ?
Quelle va être la modification à apporter à la répartition électronique ? (Fais le lien avec la règle de l'octet )
=> Depuis sa position dans la classification, déduis comment on pouvait "deviner" que F allait donner F^-.

Si tu ne vois pas encore, suis le même procédé avec O qui donne ... (voir docB-2)
ou encore avec Al (voir encore docB-2).

Si tu le comprends par toi-même, tu verras encore un point de la "toute-puissance" de la classification périodique

Duke.

[Domitilien]

Merci de votre réponse.
Voici ce que j'ai fait, qu'en pensez-vous ?
Pour retrouver la charge d'un ion monoatomique à partir de la place de son élément dans la classification périodique, il faut regarder la répartition de son atome.
Tout d'abord, pour être stable un élément va gagner ou perdre des électrons en appliquant la règle du duet ou de l'octet.
Dans le cas de la règle du duet*: Pour être stable, l'atome ou l'ion dont Z ≤ 4, cherche à avoir deux électrons dans sa couche K, c'est la règle du duet.
Pour être stable, l'atome ou l'ion dont Z › 4, cherche à avoir 8 électrons dans sa couche L, c'est la règle de l'octet.

Prenons l'exemple de l'élément fluor F dont la répartition est K2L7. Pour être stable, F devra appliquer la règle de l'octet, car son numéro atomique Z est supérieur à 4. La répartition électronique de l'ion fluorure sera donc K2L8. Donc, l'atome fluor F ayant gagné un électron, il devient l'ion fluorure F_.
Grâce à la classification périodique actuelle, nous pouvons savoir qu'un atome deviendra tel ou tel ion. En effet, les éléments sont rangés par numéro Z atomique croissant, par période, une nouvelle période apparaît à chaque fois que le nombre d'électrons dans la couche externe change. Les différentes colonnes correspondent à des familles chimiques numérotées de 1 à 18 ayant la même quantité d'électrons externes. Dans la colonne 17, nous savons que l'atome F devient l'ion fluorure F-, ainsi nous savons que l'atome de chlore Cl deviendra l'ion monoatomique Cl-.
Ainsi, en appliquant la règle du duet ou de l'octet et en s'aidant de sa répartition électronique et de sa famille chimique, nous pouvons retrouver la charge de l'ion monoatomique à partir de sa place dans la classification périodique.

Passez une bonne soirée !

[Domitilien]

Personne ?

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Ce que tu dis n'est pas faux. Il faudrait peut-être simplifier un peu (ou alléger) en faisant plus rapidement le lien entre la colonne où se trouve l'élément et la colonne du gaz rare le plus proche afin de déterminer "en un coup d’œil" l'ion qu'il va former.

Par exemple, Mg se trouve dans la .?. colonne de la classification. Pour avoir la répartition électronique du ...(gaz rare le plus proche)..., il doit .?. .?. électron(s) et il deviendra l'ion magnésium de formule Mg^....

Duke.

[Domitilien]

Bonsoir et merci !
Mg se trouve dans la 2ème colonne de la classification. Je n'ai pas étudié la notion de "gaz rare le plus proche", d'après mes recherches, ce serait le néon ou l'argon ?
Il doit perdre deux électrons et il deviendra l'ion magnésium de formule Mg2+

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Mg se trouve dans la 2ème colonne de la classification. Je n'ai pas étudié la notion de "gaz rare le plus proche", d'après mes recherches, ce serait le néon ou l'argon ?

Euh... Je ne fais qu'appliquer la règle du duet ou de l'octet.
"Pour se stabiliser, un élément chimique se voit adopter la structure électronique du gaz rare le plus proche dans la classification périodique des éléments."

Il doit perdre deux électrons et il deviendra l'ion magnésium de formule Mg2+

C'est bien ça

Duke.

[Domitilien]

Oui, donc au final, la synthèse doit juste faire ressortir les règles du duet et de l'otcet, non ?

[Duke Alchemist]

Re-

Relis bien ce qui est demandé à la question E (ou 7... ).
Tu peux noter le fait que cela fonctionne bien pour les éléments ne faisant pas partie des éléments de transition (c'est-à-dire les 2 premières et 6 dernières colonnes de la classification) et faire peut-être une petite parenthèse sur les éléments de la famille du carbone (si tu n'as pas peur ).

Duke.

[Domitilien]

Bah ça me paraît correct et pas hors sujet.

Cela ne fonctionne pas pour les autres ?

[Domitilien]

Par "les autres", j'entends les éléments faisant partie de la transition.

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Pour les éléments de transition c'est la règle de Sidgwick ou des 18 électrons.
Tu n'es pas sans savoir que Ag donne Ag⁺, Cu donne Cu²⁺ (ou Cu⁺) et Au donne Au³⁺ ou Au⁺ et pourtant, ils se trouvent dans la même colonne...
C'est un peu plus délicat à étudier

Cordialement,
Duke.

[Domitilien]

Bonsoir et merci de votre réponse.
Donc, leur stabilité est pratiquement comparable à celle des gaz rares, ils n'admettent pas d'ion puisqu'ils sont déjà stables.