V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie3eOrganisation et transformations de la matiereExercices + corrigé

Tableau périodique : familles et périodes — Exercices

Lire le tableau, exploiter les structures électroniques, prévoir les propriétés. Corrigé en fin de fiche.
⏱ ~25 min✎ Tableau périodique autorisé
1Lire le tableau périodique/ 4 pts
Pour chaque élément, écris sa structure électronique, puis indique sa période et son numéro de famille.
  1. Fluor $\text{F}$ ($Z = 9$)
  2. Magnésium $\text{Mg}$ ($Z = 12$)
  3. Argon $\text{Ar}$ ($Z = 18$)
  4. Potassium $\text{K}$ ($Z = 19$)
2De la structure électronique à la position/ 6 pts
Pour chaque atome, écris sa structure électronique, puis déduis sa période et son numéro de famille.
  1. Lithium $\text{Li}$ ($Z = 3$)
  2. Soufre $\text{S}$ ($Z = 16$)
  3. Calcium $\text{Ca}$ ($Z = 20$)
3Propriétés d'une même famille/ 3 pts
Le fluor $\text{F}$ ($Z = 9$) et le chlore $\text{Cl}$ ($Z = 17$) appartiennent à la même famille.
  1. Écris la structure électronique de F et de Cl. Combien d'électrons chacun possède-t-il sur sa couche externe ?
  2. De quelle famille s'agit-il ? Donne son nom courant.
  3. Le fluor forme un ion $\text{F}^-$. En déduire l'ion formé par le chlore, en justifiant par la règle de l'octet.
4Identifier un élément inconnu/ 4 pts
Un atome inconnu $X$ possède la structure électronique $(K)2\,(L)8\,(M)2$.
  1. Détermine le numéro atomique $Z$ de $X$.
  2. Indique la période et le numéro de famille de $X$.
  3. Cet élément appartient-il à la famille des alcalins, des halogènes ou des gaz nobles ? Justifie.
  4. Donne le nom de l'élément $X$.
5Problème : deux éléments mystères/ 3 pts
Deux éléments sont donnés : $A$ est en 2e période, famille 1 ; $B$ est en 3e période, famille 17.
  1. Écris la structure électronique de $A$ et identifie-le.
  2. Écris la structure électronique de $B$ et identifie-le.
  3. $A$ et $B$ réagissent ensemble. En t'appuyant sur la règle de l'octet, prévoir les ions formés et la formule du composé.
Corrigé détaillé
1Lire le tableau périodique
a) Fluor F \((K)2\,(L)7 \Rightarrow 2\text{ couches occupées ; }7\text{ électrons externes}\) \(\text{2e période, famille 17 (halogènes)}\)
b) Magnésium Mg \((K)2\,(L)8\,(M)2 \Rightarrow 3\text{ couches occupées ; }2\text{ électrons externes}\) \(\text{3e période, famille 2}\)
c) Argon Ar \((K)2\,(L)8\,(M)8 \Rightarrow 3\text{ couches occupées ; }8\text{ électrons externes}\) \(\text{3e période, famille 18 (gaz nobles)}\)
d) Potassium K \((K)2\,(L)8\,(M)8\,(N)1 \Rightarrow 4\text{ couches occupées ; }1\text{ électron externe}\) \(\text{4e période, famille 1 (alcalins)}\)
2De la structure électronique à la position
a) Lithium Li \((K)2\,(L)1 \Rightarrow 2\text{ couches ; }1\text{ électron externe}\) \(\text{2e période, famille 1 (alcalins)}\)
b) Soufre S \((K)2\,(L)8\,(M)6 \Rightarrow 3\text{ couches ; }6\text{ électrons externes}\) \(\text{3e période, famille 16}\)
c) Calcium Ca \((K)2\,(L)8\,(M)8\,(N)2 \Rightarrow 4\text{ couches ; }2\text{ électrons externes}\) \(\text{4e période, famille 2}\)
3Propriétés d'une même famille
a) \(\text{F : }(K)2\,(L)7 \Rightarrow 7\text{ él. externes.}\quad \text{Cl : }(K)2\,(L)8\,(M)7 \Rightarrow 7\text{ él. externes.}\) \(\text{F et Cl ont chacun 7 électrons sur leur couche externe.}\)
b) \(7\text{ électrons externes} \Rightarrow \text{famille 17}\) \(\text{Famille 17 : les halogènes.}\)
c) \(\text{F gagne 1 électron pour saturer la couche L }\Rightarrow \text{F}^-.\; \text{Cl, même famille, même comportement.}\) \(\text{Le chlore forme l'ion }\text{Cl}^-.\)
4Identifier un élément inconnu
a) \(Z = 2 + 8 + 2 =\) \(Z = 12\)
b) \(3\text{ couches occupées} \Rightarrow \text{3e période.}\quad 2\text{ électrons externes} \Rightarrow \text{famille 2.}\) \(\text{3e période, famille 2.}\)
c) \(\text{Alcalins : 1 él. ext. — Halogènes : 7 él. ext. — Gaz nobles : 8 (ou 2). Ici : 2 él. ext.}\) \(\text{X n'appartient à aucune de ces trois familles.}\)
d) \(Z = 12 \Rightarrow \text{lecture du tableau périodique}\) \(\text{L'élément X est le magnésium Mg.}\)
5Problème : deux éléments mystères
a) Élément A \(\text{2e période} \Rightarrow 2\text{ couches.}\quad \text{Famille 1} \Rightarrow 1\text{ él. externe.} \Rightarrow (K)2\,(L)1,\; Z = 3\) \(\text{A est le lithium Li.}\)
b) Élément B \(\text{3e période} \Rightarrow 3\text{ couches.}\quad \text{Famille 17} \Rightarrow 7\text{ él. externes.} \Rightarrow (K)2\,(L)8\,(M)7,\; Z = 17\) \(\text{B est le chlore Cl.}\)
c) Réaction \(\text{Li cède 1 él. (vide sa couche L)} \Rightarrow \text{Li}^+.\quad \text{Cl gagne 1 él. (sature sa couche M)} \Rightarrow \text{Cl}^-.\) \(\text{Composé : LiCl — ions }\text{Li}^+\text{ et }\text{Cl}^-.\)