La classification périodique des éléments — exercices corrigés

Selon quel critère les éléments sont-ils rangés dans la classification périodique moderne ?

Dans la classification périodique, qu'appelle-t-on une période ?

Une famille (ou groupe) de la classification périodique correspond à :

Mendeleïev a laissé des cases vides dans son tableau pour annoncer des éléments encore inconnus.

Le chlore a pour numéro atomique $Z=17$. Combien d'électrons possède un atome de chlore neutre ?

Les alcalins occupent quelle colonne du tableau ?

Combien d'électrons de valence possèdent les halogènes (fluor, chlore, brome…) ?

Les gaz nobles sont chimiquement stables et réagissent très peu.

Un atome qui perd des électrons devient :

Quel ion monoatomique le sodium $\text{Na}$ forme-t-il ?

Le chlore possède 7 électrons de valence. Quel ion forme-t-il ?

Le tableau de seconde se limite aux trois premières périodes. Jusqu'à quel numéro atomique $Z$ s'arrête-t-il ?

Deux éléments situés dans une même colonne ont des propriétés chimiques voisines.

La règle de l'octet dit qu'un atome cherche à avoir sur sa couche externe :

Le numéro de la période d'un élément est égal :

Les gaz nobles forment facilement des ions monoatomiques.

Le numéro de la colonne (famille) d'un élément renseigne directement sur :

Un anion est un ion :

L'atome $\text{Na}$ et l'ion ${\text{Na}}^{+}$ sont le même élément chimique.

Parmi ces noms, lequel n'est pas une famille chimique au programme de seconde ?

Le sodium a pour configuration électronique $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^1$. Où se situe-t-il dans le tableau ?

Le chlore a pour configuration électronique $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^7$. Sur quelle période se trouve-t-il ?

Le fluor $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^7$ et le chlore $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^7$ appartiennent à la même colonne du tableau.

Un élément se trouve sur la 2ᵉ période et possède 2 électrons de valence. Quelle est sa configuration électronique, et quel est son numéro atomique ?

Le magnésium a pour configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^2$. Quel ion forme-t-il ?

L'oxygène a pour configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^6$. Quel ion monoatomique forme-t-il ?

Le sodium a pour numéro atomique $Z=11$. Combien d'électrons possède l'ion ${\text{Na}}^{+}$ ?

Karim affirme : « Le tableau périodique moderne est rangé par masse atomique croissante. » A-t-il raison ?

Le néon a pour configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8$. À quelle famille appartient-il ?

Un élément se trouve sur la 3ᵉ période et dans la 1ʳᵉ colonne. Quelle est sa configuration électronique ?

Salma raisonne : « Le chlore gagne un électron, donc il devient positif : ${\text{Cl}}^{+}$. » A-t-elle raison ?

Pourquoi le sodium ($Z=11$) et le potassium ($Z=19$) se ressemblent-ils chimiquement, alors qu'ils ne sont pas voisins par $Z$ ?

L'oxygène a pour numéro atomique $Z=8$. Combien d'électrons possède l'ion oxyde ${\text{O}}^{2-}$ ?

Pourquoi les alcalins sont-ils des éléments très réactifs ?

Le sodium $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^1$ peut atteindre une couche externe pleine de deux façons : perdre 1 électron (vers le néon) ou en gagner 7 (vers l'argon). Laquelle suit-il, et pourquoi ?

L'aluminium a pour configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^3$. Quel ion forme-t-il ?

Le magnésium a pour configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^2$. Dans quelle colonne se trouve-t-il ?

Le sel de cuisine (chlorure de sodium) est l'union d'un alcalin et d'un halogène.

Au laboratoire du lycée d'Agadir, Amine étudie l'élément de numéro atomique $Z=13$. Où se situe-t-il dans le tableau ?

Lorsqu'un atome se transforme en ion monoatomique, qu'est-ce qui ne change pas ?

Le soufre a pour numéro atomique $Z=16$. Quelle proposition décrit correctement sa position et l'ion qu'il forme ?

L'ion sodium ${\text{Na}}^{+}$ et l'atome de néon (néon : $Z=10$) possèdent exactement le même nombre d'électrons.

Le lithium a pour configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^1$. Quel ion forme-t-il, et quelle règle de stabilité suit-il ?

Au lycée de Fès, Yasmine reçoit en contrôle une case dont on a effacé le nom : on lui donne seulement le numéro atomique $Z=12$. Sans regarder le poster, détermine : (a) sa configuration électronique ; (b) sa période et sa colonne ; (c) l'ion qu'il forme, en justifiant par la règle de stabilité.

On considère trois éléments : le fluor $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^7$, le calcium $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^8(\text{N}{)}^2$ et le néon $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8$. Quelle ligne donne les bons ions ?

Un élément possède 5 électrons de valence (par exemple l'azote). Combien d'électrons doit-il gagner pour atteindre l'octet et former un anion stable ?

Karim affirme : « Deux éléments d'une même période ont forcément des propriétés chimiques semblables, puisqu'ils sont sur la même ligne. » A-t-il raison ?

Près d'Essaouira, Amine visite un marais salant et se demande d'où vient le sel. On lui dit qu'il s'agit de chlorure de sodium, formé d'ions ${\text{Na}}^{+}$ et ${\text{Cl}}^{-}$. On donne sodium $Z=11$ et chlore $Z=17$.

(a) Écris la configuration électronique du sodium et du chlore. (b) Explique, pour chacun, pourquoi il forme l'ion indiqué (gain ou perte, vers quel gaz noble). (c) Pourquoi le sodium et le chlore, si réactifs, se trouvent-ils combinés dans la nature plutôt que seuls ?

Salma place un élément en lisant le tableau, mais elle annonce : « Configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^7$ ⇒ 7ᵉ période, 3ᵉ colonne. » Quelle est son erreur ?

L'aluminium a pour numéro atomique $Z=13$. Combien d'électrons possède l'ion ${\text{Al}}^{3+}$ ?

Au lycée de Tanger, Yasmine étudie un élément de numéro atomique $Z=9$, présent dans le dentifrice sous forme d'ion. Détermine : (a) sa configuration électronique et sa position (période, colonne) ; (b) sa famille chimique ; (c) l'ion qu'il forme et le nombre d'électrons de cet ion.

Lesquels de ces ions ont tous la même configuration électronique $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8$ (celle du néon) ?

Le potassium est juste en dessous du sodium dans la même colonne. Sachant que le sodium forme ${\text{Na}}^{+}$, que peut-on prévoir pour le potassium sans connaître sa configuration détaillée ?

Un élément se trouve sur la 3ᵉ période et possède 5 électrons de valence. Quel est son numéro atomique $Z$ ?

Au laboratoire du lycée de Rabat, Karim compare deux éléments : A de configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^8(\text{M}{)}^1$ et B de configuration $(\text{K}{)}^2(\text{L}{)}^7$.

(a) Localise A et B (période, colonne) et nomme leur famille si elle en a une. (b) Quel ion chacun forme-t-il ? (c) Karim affirme : « A et B sont dans la même colonne, car ils sont tous deux très réactifs. » A-t-il raison ?

Au lycée de Meknès, Amine doit prévoir l'ion formé par le potassium ($Z=19$), même si sa configuration sort des trois premières périodes. On admet que les couches se remplissent K (2), L (8), M (8), puis le reste.

(a) Écris la configuration électronique du potassium. (b) Combien a-t-il d'électrons de valence ? À quelle famille appartient-il ? (c) Quel ion forme-t-il, et combien d'électrons cet ion possède-t-il ?

Pourquoi le critère de classement correct est-il le numéro atomique $Z$, et non la masse atomique ?

Au lycée de Casablanca, Salma doit remplir un tableau de synthèse pour trois éléments dont on donne le numéro atomique : béryllium $Z=4$, néon $Z=10$, soufre $Z=16$.

Pour chacun, donne : (i) la configuration électronique ; (ii) la période et la colonne ; (iii) l'ion formé (ou « pas d'ion » si c'est le cas), en justifiant.

L'ion sulfure ${\text{S}}^{2-}$ (soufre $Z=16$) adopte la configuration d'un gaz noble. Combien d'électrons possède cet ion ?

Yasmine résume le chapitre par une chaîne de raisonnement : « De la position dans le tableau à l'ion formé. » On lui donne un élément en 3ᵉ période, 7ᵉ colonne.

(a) Reconstitue sa configuration électronique et son numéro atomique $Z$. (b) Nomme sa famille et explique sa réactivité. (c) Donne l'ion formé, sa charge et le gaz noble dont il adopte la configuration. (d) Vérifie en comptant les électrons de l'ion.