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2DE : CONFIGURATION ÉLECTRONIQUE D’UN ATOME

dimanche 5 janvier 2020, par Oscillo&Becher


Activité "CONFIGURATION ÉLECTRONIQUE D'UN ATOME"

Activité "CONFIGURATION ÉLECTRONIQUE D'UN ATOME"
LIEN AVEC LE TABLEAU PÉRIODIQUE

CONFIGURATION ÉLECTRONIQUE D'UN ATOME

Un atome possède un ensemble d'électrons appelé cortège électronique.

  1. Rappeler la démarche qui permet d'affirmer que le cortège électronique d'un atome compte Z électrons, avec Z : numéro atomique du noyau de l'atome.

Chaque électron est nommé selon son énergie.

Pour les atomes de numéro atomique \(Z \le 18\), les électrons sont nommés ns ou np avec n = 1, 2 ou 3.

Écrire une configuration électronique d'un atome à l'état fondamental (plus bas niveau d'énergie de l'atome) revient à écrire l'ensemble des noms de tous ses électrons.

Dans cette écriture, les nombres d'électrons s et p sont indiqués en exposants.

Ex :

  • Configuration électronique de l'atome He à l'état fondamental : \((1s)^{2}\)
  • Configuration électronique de l'atome Be à l'état fondamental : \((1s)^{2}(2s)^{2}\)
  • Configuration électronique de l'atome O à l'état fondamental : \((1s)^{2}(2s)^{2}(2p)^{4}\)
  • Configuration électronique de l'atome P à l'état fondamental : \((1s)^{2}(2s)^{2}(2p)^{6}(3s)^{2}(3p)^{3}\)
  1. Retrouver chacune des deux dernières configurations (celles de l'oxygène puis celle du phosohore) en utilisant l'animation sur Labosims (Auteur : Samuel JACQUINET)

Autres exemples dans le tableau périodique "simplifié" :

ConfigElectro2020aComplet.png

  1. Dans le tableau précédent, légender la première case
    • en désignant Z (numéro atomique)
    • en désignant la configuration électronique
  2. Compléter le document en ajoutant les configurations électroniques (à l'état fondamental) des atomes suivants :
    • H
    • Li
    • C
    • Ne
    • Na
    • Si
    • Ar
  3. Choisir 3 atomes au hasard (avec \(3 \le Z \le 18\)) et additionner les nombres d'électrons s et p. Pour chaque cas, comparer au numéro atomique Z.
  4. Comparer la valeur de n des derniers électrons d’un atome au numéro de la ligne dans laquelle il se trouve.

ÉLECTRONS DE VALENCE

Les électrons de valence d'un atome (de numéro atomique \(Z \le 18\)) sont les électrons ns et np (avec n = 1, 2 ou 3), où n a la plus grande valeur dans la configuration électronique de l'atome.

  1. Déterminer le nombre d'électrons de valence pour chacun des atomes suivants :
    • H
    • Li
    • C
    • Ne
    • Na
    • Si
    • Ar
  1. Pour les atomes des éléments d'une même colonne déterminer un point commun à leur nombre d'électrons de valence.
  2. Comparer le nombre d'électrons de valence d'un atome au chiffre des unités du numéro de colonne à laquelle il appartient.

Pour vérifier les configurations électroniques des atomes vues précédemment, on peut se connecter sur le site www.ptable.com (onglet "Orbitales")

PtableOngletOrbitalesPourConf.png

FAMILLES CHIMIQUES

Les élements chimiques qui ont des propriétés chimiques communes constituent une famille chimique.

  1. Dans le tableau Ptable sur le site www.ptable.com (onglet "Propriétés" puis "Série") le nom d'une famille chimique s'affiche en bas de chaque case. Repérer les éléments appartenant aux familles suivantes :
    • alcalins (ou "alcali" sur Ptable) : cases à colorier sur le tableau initial.
    • halogènes : idem avec une autre couleur.
    • gaz nobles : idem avec une autre couleur.

Dans le tableau périodique, comment sont regroupés les éléments d'une même famille ?

  1. Pour les éléments d'une même famille, comparer le nombre d'électron de valence.

PtableOngletPropritesSerie.png

LA FAMILLE DES GAZ NOBLES

  1. Dans le tableau périodique, indiquer où se trouvent les éléments de la famille des gaz nobles. Quel est le nombre d'électrons de valence que possèdent les atomes de gaz nobles autres que l'hélium.
  2. Un atome de numéro atomique \(Z \le 18\) peut-il avoir plus d'électrons de valence que les atomes de gaz nobles autre que l'hélium.

PtableOngletComposes.png

  1. Dans le tableau Ptable sur le site www.ptable.com (onglet "Composés"), sélectionner les cases des trois premiers éléments des gaz nobles et vérifier le peu d'associations possibles de ces atomes "nobles" avec d'autres atomes. Moins un atome s'engage dans des associations, plus on dit qu'il est "stable"
  2. Établir un lien entre
    • la stabilité des gaz nobles
    • et le nombre d'électrons de valence de leurs atomes.

Created: 2020-01-05 dim. 11:35

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