Classification, configuration électronique et propriétés périodiques — programme de Spécialité Physique-Chimie 1re
Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.
Exercice 1 — Configurations électroniques et position dans le tableau
Corrigé :
• O ($Z=8$) : $\mathrm{(K)^2(L)^6}$ noté $2.6$ → 2e période, colonne 16.
• Na ($Z=11$) : $\mathrm{(K)^2(L)^8(M)^1}$ noté $2.8.1$ → 3e période, colonne 1.
• S ($Z=16$) : $\mathrm{(K)^2(L)^8(M)^6}$ noté $2.8.6$ → 3e période, colonne 16.
Méthode : remplir K (max 2), puis L (max 8), puis M. La dernière couche donne la période ; le nombre d'électrons de cette couche donne la colonne (familles principales).
Exercice 2 — Formation des ions stables
Corrigé :
• Ca ($2.8.8.2$) perd ses 2 électrons de valence pour atteindre $2.8.8$ (configuration de l'argon Ar) → ion $\mathrm{Ca}^{2+}$. La règle de l'octet prédit que Ca cherche à avoir 8 électrons en couche externe.
• Cl ($2.8.7$) gagne 1 électron pour compléter sa couche M ($2.8.7 \rightarrow 2.8.8$) → ion $\mathrm{Cl}^-$. Il imite la configuration de l'argon Ar ($Z=18$, $2.8.8$).
Exercice 3 — Familles chimiques et propriétés
Corrigé :
• Na : $2.8.1$ → 1 électron de valence. K : $2.8.8.1$ → 1 électron de valence. Même nombre d'électrons de valence → même famille (colonne 1, métaux alcalins).
• La réactivité augmente de Na à K (de haut en bas dans la famille). Explication : l'électron de valence de K est en couche N ($n=4$), plus éloigné du noyau que celui de Na (couche M, $n=3$). Il est moins fortement attiré → plus facile à céder → réactivité accrue.
Exercice 4 — Propriétés périodiques : tendances
Corrigé :
• Li → Na → K : le rayon atomique augmente de haut en bas. Chaque période ajoute une nouvelle couche électronique (L pour Na, M pour K…), ce qui éloigne les électrons de valence du noyau et augmente la taille de l'atome.
• Na → Mg → Al : l'électronégativité augmente de gauche à droite. Dans la même période, la couche de valence reste M, mais Z augmente de 11 à 13. Un noyau plus chargé attire plus fortement les électrons de liaison → électronégativité plus grande.
Exercice 5 — Synthèse : identification et prédiction
Corrigé :
• X est en 3e période → couches K et L complètes ($2.8$), puis M avec 5 électrons → configuration $2.8.5$. $Z = 2+8+5 = 15$ → Phosphore P.
• P a 5 électrons de valence. Il peut gagner 3 électrons pour atteindre 8 en couche M ($2.8.8$) → ion $\mathrm{P}^{3-}$. Il imite la configuration de l'argon Ar ($2.8.8$). (Note : en pratique P forme surtout des liaisons covalentes, mais l'ion P³⁻ existe.)
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