Comment savoir sous quelle forme stable est un atome ?

[Deneuve]

Bonsoir,

Je ne sais pas tout à fait comment poser ma question, donc je vais le faire par un exemple. L'atome d'oxygène, O, ne se trouve pas sous cette forme dans la nature car il serait instable. Par contre on le trouve sous forme O₂, constitué de deux atomes d'oxygène reliés par liaison covalente.

Mais par contre pour le phosphore, P, il est stable sous cet état, alors qu'il a pourtant trois électrons libres sur sa dernière couche... Du coup je ne comprends pas trop.

Si quelqu'un pouvait m'expliquer comment savoir le nombre d'atomes qu'il faut d'un élément pour qu'il soit sous forme stable, ce serait gentil.

Merci.
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[moco]

Non. Le phosphore n'existe pas sous la forme monoatomique P. Qui t'a fourni pareille information ?
Le phosphore existe sous deux formes possibles. Il existe sous forme de molécules P₄, avec 4 atomes dont les noyaux sont aux sommets d'un tétraèdres, et il est alors appelé phosphore blanc. Il existe aussi sous forme de phosphore rouge, et alors il n'a pas de formule définie, car il est formé d'un enchevêtrement d'atomes tous liés les uns aux autres en un réseau quasi infini. On l'appelle parfois P_∞, ou P₂₀₀₀, sans certitudes sur la valeur de ce 2000.
Personne n'est en mesure de dire pourquoi il en est ainsi. Les éléments non métalliques sont sous forme O₂, N₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂, mais P₄, S₈, et C_∞ (dans le diamant et le graphite). Tout ceci est encore incompris. Si tu trouves une explication, tu seras la bienvenue ! Dis-le ! C'est le prix Nobel demain.
Les métaux, par contre, sont sous forme monoatomiques.

[Deneuve]

Pourtant j'ai fait un exercice en utilisant P sous forme monoatomique et le résultat était correct... Hors si j'avais utilisé P₂ le résultat aurait été faux. Je te donne l'énoncé, dis-moi le résultat que tu obtiens en le faisant correctement (d'après toi), donc en utilisant P₂.

Le phosphore est un solide cristallin covalent. Sa combustion avec l'oxygène produit de l'oxyde de phosphore P₂O₅.
a. Écrire l'équation chimique correspondante et l'équilibrer.
b. Quelle masse d'oxygène faut-il brûler pour 5g de phosphore ?

J'ai obtenu 6.45 [g] (pour la question b) et cette réponse est correcte.

[moco]

Bien sûr. Tu aurais pu supposer que P existe sous forme P, P₂, P₄ ou P₁₀₀₀, et tu aurais toujours trouvé une réponse correcte à la question b, dans tous les cas. La solution ne dépend pas du choix de la formule du phosphore.
Ceci dit, l'équation de l'oxydation est :
P₄ + 5 O₂ --> 2 P₂O₅

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deneuve]

Ouais, en fait c'est pas faux...

Donc pour ce genre d'exercice en fait on s'en fout de la formule des éléments quoi, puisque de toute façon lors de l'équilibration de l'équation le résultat sera le même.

[Hamiltonien]

Essaye de te renseigner sur la théorie des liaisons de valences et de la combinaison des orbitales diatomiques, tu verrais ce que dans la nature est stable ou pas. En tout cas dans le cas de molécules simples comme O2, N2,... et voir que P, He2,... ne se forment pas.