Tableau périodique : éléments, périodes et familles

1. a)Z = 26 : le noyau contient 26 protons ; l’atome, neutre, a 26 électrons. (1)
2. b)Le numéro atomique est l’entier, 53. Un nombre de protons est forcément entier : 126,9, décimal, est la masse atomique. (1)
3. c)10 électrons, donc 10 protons (atome neutre) : Z = 10, c’est le néon, Ne. (1)
4. d)$53-26=27$ : 27 protons de plus. (1)

Erreur fréquente — Prendre la masse atomique (décimale) pour le numéro atomique : Z est toujours l’entier de la case.

1. a)Pour respecter les familles : ainsi, l’iode se retrouve sous le brome, auquel il ressemble. Le classement actuel par numéro atomique croissant lui donne raison : tellure Z = 52, iode Z = 53. (1)
2. b)Le Z du sélénium est la moyenne de ceux de ses voisins : $(16+52)÷2=34$. Estimation : $(32,06+127,6)÷2=79,83$. (1)
3. c)$79,83-78,97=0,86$. L’écart est inférieur à 1 pour une masse d’environ 79 (à peu près 1 %) : c’est une bonne estimation. (1)
4. d)H₂Se : le sélénium est dans la même colonne que le soufre et le tellure, il forme un composé de même formule. (1)

Méthode — Estimer par les voisins : vérifier d’abord que le Z du milieu est la moyenne des deux autres, puis faire la moyenne des masses ; juger avec l’écart.

1. a)E1 : période 2, colonne 14, Z = 6 (le carbone). E2 : période 3, colonne 15, Z = 15 (le phosphore). E3 : période 3, colonne 18, Z = 18 (l’argon). (1)
2. b)E1 et E4 sont dans la colonne 14 : même famille. E1 a Z = 6 et E4, juste en dessous, Z = 6 + 8 = 14 (le silicium). (1)
3. c)De Z = 21 à Z = 30 : 10 éléments. Ils occupent les colonnes 3 à 12 de la période 4, entre la colonne 2 et la colonne 13. (1)
4. d)Après un élément de la colonne 18, on commence une nouvelle ligne : l’élément 119 serait le premier de la période 8, en colonne 1. (1)

Repère — Chaque période se termine en colonne 18 et la suivante commence en colonne 1 ; dans les périodes 2 et 3, les colonnes 3 à 12 sont vides.

1. a)Calcium, strontium, baryum : colonne 2, les alcalino-terreux. Sodium : colonne 1, les alcalins. (1)
2. b)BaCl₂ et SrCO₃ : le baryum et le strontium sont dans la colonne du calcium, ils forment des composés de même formule que CaCl₂ et CaCO₃. (1)
3. c)Plus vivement : chez les alcalino-terreux, la réaction avec l’eau est d’autant plus vive que l’élément est bas dans la colonne. Le baryum, encore plus bas, réagit encore plus vivement. (1)
4. d)Le potassium : il est dans la même colonne que le sodium (alcalins), donc il a des propriétés chimiques voisines. Le magnésium (colonne 2) et le chlore (colonne 17) sont d’autres familles. (1)

Erreur fréquente — Chercher la ressemblance sur une ligne : ce sont les éléments d’une même colonne qui se ressemblent.

1. a)Sodium, potassium (colonne 1), magnésium et calcium (colonne 2) sont à gauche du tableau : des métaux. Le chlore (colonne 17, en haut à droite) est un non-métal. (1)
2. b)Na⁺ et K⁺ (colonne 1, un électron perdu) ; Mg²⁺ et Ca²⁺ (colonne 2, deux électrons perdus) ; Cl⁻ (colonne 17, un électron gagné). (1)
3. c)Non. L’élément chlore, c’est tout ce qui a Z = 17. Le dichlore Cl₂ est un corps simple, un gaz toxique. L’ion chlorure Cl⁻ est un atome de chlore qui a gagné un électron ; c’est sous cette forme, sans danger, que le chlore est dans le sang. (1)
4. d)Na⁺ : $11-1=10$ électrons ; Mg²⁺ : $12-2=10$ électrons. Le néon (Z = 10) en a aussi 10 : c’est le gaz noble le plus proche des deux. (1)

Repère — Un même élément peut être un corps simple dangereux (Cl₂, Na) et un ion sans danger (Cl⁻, Na⁺) : on ne confond pas élément, corps simple et ion.