V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie2ndeConstitution et transformations de la matiereExercices + corrigé

Classification périodique — Exercices

Configurations électroniques, familles, ions stables et identification d'éléments. Corrigé en fin de fiche.
⏱ ~25 min✎ Tableau périodique autorisé
1Configuration électronique et position/ 6 pts
Pour chacun des éléments suivants, écris la configuration électronique, puis donne le numéro de période et le groupe.
  1. Oxygène : $Z = 8$
  2. Magnésium : $Z = 12$
  3. Argon : $Z = 18$
2D'une configuration à sa famille/ 4 pts
Un élément inconnu possède la configuration électronique K2 L8 M2.
  1. Quel est son numéro atomique $Z$ ?
  2. Dans quelle période et quel groupe se trouve-t-il ?
  3. À quelle famille appartient-il ? Cite un autre élément de cette famille.
3Ions stables/ 4 pts
Pour chaque élément, prévois la charge de l'ion monoatomique stable en appliquant la règle de l'octet (ou du duet). Justifie en indiquant combien d'électrons sont gagnés ou perdus.
  1. Lithium : $Z = 3$
  2. Soufre : $Z = 16$
  3. Aluminium : $Z = 13$
  4. Fluor : $Z = 9$
4Propriétés des familles/ 3 pts
Réponds aux questions en utilisant la classification périodique.
  1. Pourquoi le sodium (Na, $Z = 11$) et le potassium (K, $Z = 19$) ont-ils des propriétés chimiques similaires ?
  2. Pourquoi les gaz nobles (He, Ne, Ar…) sont-ils très peu réactifs chimiquement ?
  3. Le brome (Br, $Z = 35$) appartient-il à la même famille que le chlore (Cl, $Z = 17$) ? Justifie en utilisant le tableau périodique.
5Identification d'un élément inconnu/ 3 pts
Un élément $X$ vérifie toutes les propriétés suivantes : il est en période 3, son ion stable est $X^{2-}$, et c'est un non-métal.
  1. Combien d'électrons de valence possède $X$ ?
  2. Écris la configuration électronique de $X$ et déduis son numéro atomique $Z$.
  3. Identifie l'élément $X$ à l'aide du tableau périodique.
Corrigé détaillé
1Configuration électronique et position
Oxygène Z=8 \(K2\,L6 \;(2+6=8) \quad \Rightarrow \quad 2 \text{ couches} \Rightarrow \text{période 2} \;; \; 6 \text{ élec. de valence} \Rightarrow \text{groupe 16}\) \(\text{Période 2 — Groupe 16}\)
Magnésium Z=12 \(K2\,L8\,M2 \;(2+8+2=12) \quad \Rightarrow \quad 3 \text{ couches} \Rightarrow \text{période 3} \;; \; 2 \text{ élec. de valence} \Rightarrow \text{groupe 2}\) \(\text{Période 3 — Groupe 2 (alcalino-terreux)}\)
Argon Z=18 \(K2\,L8\,M8 \;(2+8+8=18) \quad \Rightarrow \quad 3 \text{ couches} \Rightarrow \text{période 3} \;; \; 8 \text{ élec. de valence} \Rightarrow \text{groupe 18}\) \(\text{Période 3 — Groupe 18 (gaz noble)}\)
2D'une configuration à sa famille
a) \(Z = 2 + 8 + 2 =\) \(Z = 12\)
b) \(3 \text{ couches occupées} \Rightarrow \text{période 3} \;; \; 2 \text{ élec. de valence} \Rightarrow\) \(\text{Période 3, groupe 2}\)
c) \(\text{Groupe 2 : famille des alcalino-terreux. Autres éléments : Be } (Z=4)\text{, Ca } (Z=20)\text{, Ba } (Z=56).\) \(\text{Famille des alcalino-terreux — ex. : calcium (Ca)}\)
3Ions stables
Lithium Z=3 \(\text{Config : K2\,L1. Gaz noble le plus proche : He (K2). Li perd 1 élec.}\) \(\text{Ion } \text{Li}^{+}\)
Soufre Z=16 \(\text{Config : K2\,L8\,M6. Gaz noble le plus proche : Ar (K2\,L8\,M8). S gagne 2 élec.}\) \(\text{Ion } \text{S}^{2-}\)
Aluminium Z=13 \(\text{Config : K2\,L8\,M3. Gaz noble le plus proche : Ne (K2\,L8). Al perd 3 élec.}\) \(\text{Ion } \text{Al}^{3+}\)
Fluor Z=9 \(\text{Config : K2\,L7. Gaz noble le plus proche : Ne (K2\,L8). F gagne 1 élec.}\) \(\text{Ion } \text{F}^{-}\)
4Propriétés des familles
a) \(\text{Na : K2\,L8\,M1 → groupe 1. K : groupe 1 (même colonne). Tous deux ont 1 élec. de valence.}\) \(\text{Même groupe → même nb d'élec. de valence → propriétés chimiques similaires.}\)
b) \(\text{Gaz nobles : couche externe saturée (2 élec. pour He, 8 élec. pour Ne, Ar…).}\) \(\text{Configuration très stable : pas de tendance à gagner/perdre des élec. → quasi-inertes.}\)
c) \(\text{Dans le tableau : Br se trouve dans la même colonne que F et Cl → groupe 17.}\) \(\text{Oui, Br et Cl appartiennent tous deux au groupe 17 : famille des halogènes.}\)
5Identification d'un élément inconnu
a) \(\text{Ion } X^{2-} \text{ : X gagne 2 élec. pour atteindre 8 élec. sur sa couche externe.} \quad 8 - 2 =\) \(6 \text{ électrons de valence}\)
b) \(\text{Période 3 et 6 élec. de valence} \Rightarrow \text{config K2\,L8\,M6} \Rightarrow Z = 2+8+6 =\) \(Z = 16\)
c) \(Z = 16 \Rightarrow\) \(\text{X est le soufre (S) — non-métal, période 3, groupe 16.}\)