Un. 3 Les éléments chimiques partie 2 - cours

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1 Un. 3 Les éléments chimiques partie 2 - cours Partie n 2 : la classification périodique (Les briques de L univers) 1) Elément chimique : a) Définition : Un élément chimique est constitué de toutes les entités chimiques qui ont le même nombre de protons. Dans un même élément chimique, on retrouve les atomes isolés, les isotopes et les ions correspondant à ce même atome de départ. Un élément chimique est donc caractérisé par le nombre Z (nombre de protons). b) symbole d un élément chimique : A chaque élément chimique correspond un symbole. Notation : le symbole chimique d un élément est représenté par une ou deux lettres. La première des deux lettres est toujours une majuscule : elle provient du nom de l élément chimique, mais attention, pas toujours du nom en français. La deuxième lettre, lorsqu elle existe, est toujours écrite en minuscule. Symboles de quelques éléments chimiques à connaître : Elément Symbole Z Elément Symbole Z Hydrogène H 1 Soufre S 16 Carbone C 6 Chlore Cl 17 Azote N 7 Potassium K 19 Oxygène O 8 Fer Fe 16 Fluor F 9 Cuivre Cu 19 Sodium Na 11 Zinc Zn 30 Magnésium Mg 12 Brome Br 35 Aluminium Al 13 Argent Ag 47

2 c) Corps simple et corps composé : Un corps simple ne contient qu un seul élément chimique. Un corps composé contient plusieurs éléments chimiques. d) Conservation des éléments chimiques : (activité 4) Au cours d une transformation chimique, les éléments chimiques se conservent. Aucun élément n apparaît ni ne disparaît. Si on fait l inventaire des éléments chimiques présents avant et après la transformation chimique, on doit retrouver les mêmes et en même quantité. Remarque : Dans les transformations chimiques, ce sont les électrons des éléments qui sont mis en jeu. Ils sont échangés : création ou disparition d ions, création et disparition de liaisons chimiques au sein des molécules (voir chapitre 8). Jamais les noyaux ne sont affectés. Les nombres de protons restent les mêmes. C est pour cette raison que les éléments chimiques sont conservés. Si on touche au noyau, on n est plus dans le cadre de la chimie. On est alors dans celui des transformations nucléaires (voir cours de 1 ière ). Cela n a rien à voir. Ça fait partie du domaine de la physique nucléaire, pas de la chimie. 2) Classification périodique : (activités 3 et 5) C est le russe Mendeleïev qui a élaboré ce tableau en Les éléments chimiques y sont classés par lignes et colonnes par ordre croissant de masse atomique. Dans les colonnes on retrouve des éléments dont les propriétés chimiques sont très proches ; on parle de famille (exemple : les halogènes voir activité 5) Animation «tableau périodique-cité des sciences»

3 3) Règles de stabilité des éléments chimiques : a) Les gaz nobles : Les gaz nobles sont une catégorie particulière d éléments chimiques. Ils sont chimiquement inertes (ils ne réagissent avec aucun autre élément chimique pour donner des corps composés) et sont donc stables. Ils restent eux-mêmes naturellement et sous la forme d atomes isolés. Les gaz nobles sont donc les éléments chimiques les plus stables. Elément Hélium (He) Néon (Ne) Argon (Ar) Krypton (Kr) Xénon (Xe) Numéro atomique Z Structure électronique K 2 K 2 L 8 K 2 L 8 M 8 b) Les autres éléments chimiques : ATTENTION!!!! Les règles que nous allons énoncer ne restent valables que pour les trois premières lignes de la classification. L organisation précise de la structure électronique des atomes et la complexité des couches, à l origine de ces règles du duet et de l octet, s étudie post-bac. Dans une entité stable, les éléments chimiques adoptent la même structure que celle du gaz noble de numéro atomique le plus proche en gagnant ou en perdant des électrons. Règle du «duet» : Les éléments de numéro atomique proche de celui de l Hélium adoptent sa structure électronique : (K) 2 en gagnant ou en perdant des électrons. Règle de l «octet» : Les éléments de numéro atomique proche de celui du Néon adoptent sa structure électronique : (K) 2 (L) 8 en gagnant ou en perdant des électrons.

4 octet octet octet duet Eléments compris entre He et Ne : Même structure électronique He Même structure électronique Ne He 2 Li 3 Be 4 B 5 C 6 N 7 O 8 F 9 Ne 10 He : K 2 (stable) Structure de l élément dans son état le plus stable Ion formé Li : K 2 L 1 K 2 perd 1 électron Li + Be : K 2 L 2 K 2 perd 2 électrons Be 2+ B : K 2 L 3 K 2 perd 3 électrons B 3+ C est au milieu, il ne peut pas choisir ; il ne forme pas d ions stables N : K 2 L 5 K 2 L 8 gagne 3 électrons N 3- O : K 2 L 6 K 2 L 8 gagne 2 électrons O 2- F : K 2 L 7 K 2 L 8 gagne 1 électron F - Ne : K 2 L 8 (stable) Structure de l élément dans son état le plus stable Ion formé Eléments compris entre Ne et Ar : Même structure électronique Ne Même structure électronique Ar Ne 10 Na 11 Mg 12 Al 13 Si 14 P 15 S 16 Cl 17 Ar 18 He : K 2 L 8 (stable) Structure de l élément dans son état le plus stable Ion formé Na : K 2 L 1 K 2 perd 1 électron Na + Mg : K 2 L 2 K 2 perd 2 électrons Mg 2+ Al : K 2 L 3 K 2 perd 3 électrons Al 3+ Si est au milieu, il ne peut pas choisir ; il ne forme pas d ions stables P : K 2 L 8 M 5 K 2 L 8 M 8 gagne 3 électrons P 3- S : K 2 L 8 M 6 K 2 L 8 M 8 gagne 2 électrons S 2- Cl : K 2 L 8 M 7 K 2 L 8 M 8 gagne 1 électron Cl - Ar: K 2 L 8 M 5 (stable) Structure de l élément dans son état le plus stable Ion formé

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