ELEMENTS CHIMIQUES ET CORPS PURS

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1 I L'ELEMENT 1 L élément FER ELEMENTS CHIMIQUES ET CORPS PURS 2 Définition de l élément 3 Symboles des principaux éléments chimiques Il existe dans la nature 103 éléments chimiques distincts. Chacun est représenté par un symbole. Tous les corps naturels ou fabriqués par synthèse sont constitués à partir de ces 90 éléments. Complétez le tableau suivant(attention, certains symboles proviennent de noms anciens ou étrangers); NOM de l élément SYMBOLE NOM de l'élément SYMBOLE Carbone Cuivre Cobalt Chlore Hydrogène Oxygène Soufre Fer Néon Azote (nitrogène NOM de l'élément SYMBOLE Sodium (Natrium) Argent Or (Aurum) Zinc Mercure (Hydrargyre) II CORPS PURS 1 Corps pur simple Exemple:.

2 2 Corps pur composé Exemple: III CONSTITUTION DE LA MATIERE La matière ne peut-être divisée indéfiniment. La plus petite partie que l'on peut obtenir est un atome. 1 L atome On peut l'assimiler à une sphère de rayon 1 A ou m.. a) Généralités * L'atome est formé d'un...et. b) Quelques caractéristiques Masse Charge... * L'atome est électriquement... * Le noyau est formé de Z...et de N......soit A... * Il est électriquement... * Les électrons sont électriquement... électron proton neutron Selon vous, quel sera le nombre d'électrons A, Z ou N?... c) Représentation du noyau d'un atome Complétez le tableau suivant: Symbole du noyau Nombre de protons Nombre de neutrons Nombre d'électrons Nom 12 6 C Na Ti Ni U

3 d) Les isotopes Exemple: Isotopes de l'hydrogène. Remarque: Les 3 atomes représentent le même élément. Citez un autre exemple:... e) Application 63 Déterminez la masse du noyau de cuivre 29 Cu, puis la masse de l'atome de cuivre. Conclusion 2 Structure électronique des atomes En 1867, le chimiste russe Mendeleïev( ) a eu le premier l'idée d'une classification des atomes d'après leur nombre d'électrons. Vous savez déjà que le nombre Z représente le nombre d'électrons qui gravitent autour du noyau. Mais, comment sont répartis ces électrons? Jouent-ils tous le même rôle?

4 a) Les couches électroniques Les électrons d'un atome s'organisent en couches successives autour d'un noyau. Ces couches sont notées n = 1 (couche K), n = 2 (couche L), n = 3 (couche M), etc b) Règle de remplissage des couches Le nombre d'électrons est limité sur chaque couche. Couche n Couche Nombre max. d électrons Remarque: La couche M... La configuration électronique sera notée K x L y M z x, y, z représentent le nombre d'électrons sur la couche considérée. c) Exemples de répartition électronique H. He. Li C Z = 1 Z = 2 Z = 3 Z = 6 N. O. F Ne Z = 7 Z = 8 Z = 9 Z = 10 Na. Cl. Ar Z = 11 Z = 17 Z = 18 K Que remarquez-vous? Z = 19 Avec l'élément potassium commencent les exceptions aux règles de remplissage des couches électroniques. d) Schéma de LEWIS La représentation de la couche électronique externe d'un atome qui s'apprête à réagir porte le nom de schéma de LEWIS de l'atome. : doublet d'électrons. : électron célibataire Complétez le tableau ci-dessous. H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar

5 Remarque: Ces schémas sont extrêmement commodes pour comprendre la formation des liaisons chimiques et des ions. 2 Les ions a) Les ions monoatomiques b) Exercice Donner le schéma de Lewis de l atome de sodium. En déduire la formule de l ion sodium. Na : Z = 11 c) Anions Cations d) Les principaux ions monoatomiques e) Les principaux ions poly atomiques f) Couleurs de certains ions Fe 2+ : Fe 3+ : Cu 2+ : MnO 4 - : Cr 3+ : CrO 4 - :

6 VI QUANTITE DE MATIERE 1 La mole d atomes ou d ions 2 La masse atomique molaire Calculer la masse atomique molaire du cuivre et celle de l ion cuivre Quelle est le nombre de moles de fer contenue dans 112 g? V EXERCICES 1 Quels sont les éléments présents dans les corps purs suivants: oxyde d'aluminium (Al 2 O 3 ) carbonate de calcium (CaCO 3 ) dichromate de potassium (K 2 CrO 7 ) 2 En brûlant dans l'air, le bois, le charbon, le pétrole, les bougies produisent un gaz: le dioxyde de carbone. Quel est l'élément commun à toutes ces substances? 3 Parmi les corps suivants, quels sont les corps purs simples: fer, acier, dihydrogène, air, sel de cuisine, néon, vin, or, graphite, aluminium, dichlore.

7 4 Quels sont les éléments dont la structure électronique est la suivante:* K 2 L 5 * K 2 L 6 * K 2 L 8 M 4 5 Distinguez les cations des anions dans la liste suivante: Mg 2+, Cl -, SO 4 2-,Na +, K +, Cr2 O Donner la répartition électronique de : * l'ion oxygène O 2- * l'ion fluor F - * l'ion sodium Na + * l'ion magnésium Mg 2+ 7 Calculer la masse atomique molaire de l'ion magnésium Mg 2+ 8 Calculer la masse d'un atome d'aluminium sachant que la quantité de matière présente dans 54 g d'aluminium métal est 2 moles d'atomes. 9 On dispose de deux échantillons de même masse, l'un de fer, l'autre d'aluminium. La quantité de matière contenue dans ce dernier est de 0,2 mole d'atomes. Calculer : a) la masse commune des deux échantillons, b) le nombre de moles d'atomes de fer. Masses atomiques molaires en g / mol : Al : 27, Fe : Trois échantillons comptent le même nombre d'atomes : l'un de fer (masse m 1 = 1,400 g), l'autre de sodium (m 2 = 0,575 g), le troisième de soufre (m 3 = 0,800 g) a) Combien y a t il de moles d'atomes de chaque élément sachant que la masse atomique molaire du fer est de 56 g / mol? b) En déduire les masses atomiques molaires du sodium (Na) et du soufre (S). 11 Soit un noyau d'uranium 238 U. Combien contient il de neutrons (N) et de protons (Z)? 92 a) Calculer la masse totale de ces N neutrons et de ces Z protons. On donne : m n = 1, kg ; m p = 1, kg. b) La masse d'un noyau d'uranium 238 est voisine de 3, kg. 12 La masse d'une mole d'atomes de nickel (symbole Ni) est 58,7 g. a) Calculer la masse d'un atome de ce métal. b) Calculer le nombre d'atomes de nickel dans 1 cm 3 de ce métal. La masse volumique du nickel vaut ρ = 8,9.103 kg / m La masse d'une mole d'atomes d'un échantillon naturel de lithium (symbole Li) est de 6,94 g. Ce métal est constitué d'un mélange des atomes isotopes 6 Li et 7 Li dont les masses atomiques molaires respectives sont 3 3 voisines de 6 et 7 g / mol. En déduire le pourcentage, en nombre d'atomes, de l'isotope 6 Li dans le lithium naturel Le chlore naturel est formé à partir des atomes isotopes 35 Cl et 37 C1 dont les masses atomiques molaires sont voisines, respectivement, de 35 et de 37 g / mol. Calculer le pourcentage, en nombre d'atomes, de l'isotope 37 C1 dans le chlore naturel, sachant que la masse 17 atomique molaire du chlore naturel est 35,5 g / mol.

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