Tableau périodique : éléments, périodes et familles

Lis la case du phosphore, puis complète.

1. Nombre de protons du noyau d’un atome de phosphore :
   L’entier de la case est Z = 15 : 15 protons.
2. Le nombre décimal 30,97 est la atomique du phosphore.
   30,97 est la masse atomique : ce n’est pas un nombre de particules.
3. Nombre d’électrons d’un atome de phosphore :
   L’atome est neutre : autant d’électrons que de protons, 15.

Données, cases du tableau (Z · symbole · nom) : 24 · Cr · chrome ; 50 · Sn · étain ; 74 · W · tungstène ; 78 · Pt · platine ; 80 · Hg · mercure.

1. Symbole de l’étain :
   L’étain s’écrit Sn : une majuscule puis une minuscule.
2. Symbole du mercure :
   Le mercure s’écrit Hg, d’après un nom ancien : on ne le devine pas, on le lit dans le tableau.
3. Un atome neutre possède 74 électrons : c’est un atome de .
   74 électrons, donc 74 protons : Z = 74, le tungstène (symbole W).
4. Le noyau d’un atome contient 78 protons. Symbole de l’élément :
   Z = 78 : le platine, Pt.

Raisonne avec ces cases (Z · symbole · nom · masse atomique) : 20 · Ca · calcium · 40,08 ; 22 · Ti · titane · 47,87 ; 30 · Zn · zinc · 65,38 ; 35 · Br · brome · 79,90.

1. Nombre de protons d’un atome de brome :
   Z = 35, l’entier de la case : 35 protons. 79,90 est la masse atomique.
2. Un élève lit 65,38 sur la case du zinc et annonce « 65 protons ». Nombre exact de protons d’un atome de zinc :
   Il a lu la masse atomique. Le numéro atomique est 30 : 30 protons.
3. Un atome neutre possède en tout 44 particules chargées (protons et électrons). Son numéro atomique : Z =
   Autant de protons que d’électrons : $44÷2=22$, donc Z = 22.
4. L’atome qui possède 44 particules chargées est un atome de .
   Z = 22 : c’est le titane.

Complète.

1. En 1869, un chimiste russe range les 63 éléments alors connus par atomique croissante.
   Mendeleïev classait par masse atomique : Z n’était pas connu.
2. Aujourd’hui, les éléments sont rangés par atomique croissant, Z.
   Par numéro atomique croissant : un proton de plus d’une case à la suivante.
3. Le tableau compte aujourd’hui éléments.
   118 éléments, de l’hydrogène (Z = 1) à l’oganesson (Z = 118).
4. Parmi eux, existent dans la nature ; les autres ont été fabriqués en laboratoire.
   94 éléments naturels ; les 24 autres sont fabriqués.

En 1871, Mendeleïev décrit l’« éka-aluminium », l’élément qui doit occuper la case vide sous l’aluminium. En 1875, Lecoq de Boisbaudran découvre le gallium.

1. Colonne du gallium :
   Il est sous l’aluminium, qui est en colonne 13.
2. Écart entre la masse atomique mesurée et la masse prévue :
   $69,72-68=1,72$.
3. Cet écart, en pourcentage de la valeur mesurée (arrondi au dixième) : %
   $1,72÷69,72\approx 0,0247$, soit environ 2,5 % : une prévision très proche.
4. Écart entre la masse volumique prévue et la masse volumique mesurée : g/cm³
   $6,0-5,91=0,09$ g/cm³.

Estime une masse atomique par la moyenne des voisins de colonne. Données : lithium Z = 3, masse 6,94 ; potassium Z = 19, masse 39,10 ; chlore Z = 17, masse 35,45 ; iode Z = 53, masse 126,9 ; césium Z = 55, masse 132,9.

1. Le sodium est dans la colonne 1, entre le lithium et le potassium. La moyenne de leurs numéros atomiques vaut .
   $(3+19)÷2=11$ : c’est bien le Z du sodium, la moyenne des masses peut servir.
2. Masse atomique estimée du sodium :
   $(6,94+39,10)÷2=23,02$ ; mesure : 22,99. Excellente estimation.
3. Masse atomique estimée du brome, entre le chlore et l’iode (arrondie au dixième) :
   $(35,45+126,9)÷2=81,175\approx 81,2$ ; mesure : 79,90.
4. Masse atomique estimée du rubidium, entre le potassium et le césium :
   $(39,10+132,9)÷2=86$ ; mesure : 85,47.

Lis l’extrait du tableau, puis complète.

1. Période du bore B :
   Le bore (Z = 5) est sur la deuxième ligne : période 2.
2. Colonne du calcium Ca :
   Le calcium est le deuxième élément de la période 4 : colonne 2.
3. Symbole de l’élément situé en période 3, colonne 17 :
   Troisième ligne, colonne 17 : le chlore, Cl (Z = 17).
4. Nombre d’éléments de la période 2 :
   Du lithium (Z = 3) au néon (Z = 10) : 8 éléments.

Sans tableau. Données : période 1, de Z = 1 à 2 ; période 2, de Z = 3 à 10 ; période 3, de Z = 11 à 18 ; période 4, de Z = 19 à 36, avec ses 18 colonnes toutes occupées. Dans les périodes 2 et 3, les colonnes 3 à 12 sont vides.

1. Période de l’élément de numéro atomique 12 :
   12 est entre 11 et 18 : période 3.
2. Colonne de l’élément de numéro atomique 9 :
   Période 2 : Z = 3 en colonne 1, Z = 4 en colonne 2, Z = 5 en colonne 13, … Z = 9 en colonne 17.
3. Période de l’élément de numéro atomique 25 :
   25 est entre 19 et 36 : période 4.
4. Colonne de l’élément de numéro atomique 25 :
   En période 4, toutes les colonnes sont occupées : 25 est le $25-18=7$^e élément de la ligne, en colonne 7 (le manganèse).

Raisonne sur la position (l’extrait du cours peut t’aider).

1. Numéro atomique de l’élément situé juste sous l’oxygène (Z = 8) :
   Des périodes 2 à 3, on ajoute 8 : $8+8=16$, le soufre.
2. Numéro atomique de l’élément situé juste au-dessus du phosphore (Z = 15) :
   $15-8=7$ : l’azote.
3. La période 4 se termine par le krypton (Z = 36). Numéro atomique du premier élément de la période 5 :
   L’élément suivant commence la ligne suivante : $36+1=37$ (le rubidium).
4. Le premier élément de la période 5 est dans la colonne .
   Toute période commence en colonne 1, juste après un gaz noble de la colonne 18.

Donne la famille : alcalins, alcalino-terreux, halogènes ou gaz nobles.

1. Le césium Cs (colonne 1) :
   Colonne 1, sauf l’hydrogène : les alcalins.
2. L’iode I (colonne 17) :
   Colonne 17 : les halogènes.
3. Le radon Rn (colonne 18) :
   Colonne 18 : les gaz nobles.
4. Le béryllium Be (colonne 2) :
   Colonne 2 : les alcalino-terreux.

Prévois la formule par analogie : même colonne, même formule. Écris les chiffres à la suite des symboles (SiO2 pour SiO₂).

1. Le carbone forme le méthane CH₄. Le silicium, juste sous le carbone, forme .
   Même colonne (14) : SiH₄, le silane.
2. L’azote forme l’ammoniac NH₃. Le phosphore, juste sous l’azote, forme .
   Même colonne (15) : PH₃, la phosphine.
3. Le sodium et le brome forment NaBr. Le potassium et le brome forment .
   Le potassium est dans la colonne du sodium : KBr.
4. Le magnésium et l’oxygène forment MgO. Le calcium et l’oxygène forment .
   Le calcium est dans la colonne du magnésium : CaO.

Complète.

1. Un alcalin est un métal si qu’il se coupe au couteau.
   Les alcalins sont des métaux mous : on les coupe au couteau.
2. Le gaz noble ininflammable qui gonfle les dirigeables est l’.
   L’hélium ne brûle pas, contrairement au dihydrogène qui a fait brûler le Hindenburg en 1937.
3. Les halogènes sont faits de molécules de atomes.
   F₂, Cl₂, Br₂, I₂ : deux atomes.
4. Quand un alcalin réagit avec l’eau, le gaz qui se dégage est le .
   Les alcalins réagissent avec l’eau en dégageant du dihydrogène, un gaz inflammable.

Métal, non-métal ou métalloïde ? Aide-toi de la place de l’élément (tableau colorié du cours).

1. Le potassium K (période 4, colonne 1) :
   Colonne 1, à gauche : un métal.
2. Le soufre S (période 3, colonne 16) :
   En haut à droite : un non-métal.
3. Le germanium Ge (période 4, colonne 14) :
   Sur la ligne en escalier : un métalloïde.
4. Le néon Ne (période 2, colonne 18) :
   Les gaz nobles sont des non-métaux.

Prévois l’ion formé (écris par exemple Ca2+ ou Br-).

1. Le rubidium Rb (colonne 1) :
   Un électron perdu : Rb⁺.
2. Le baryum Ba (colonne 2) :
   Deux électrons perdus : Ba²⁺.
3. L’aluminium Al (colonne 13) :
   Trois électrons perdus : Al³⁺.
4. Le sélénium Se (colonne 16) :
   Deux électrons gagnés : Se²⁻.
5. Le fluor F (colonne 17) :
   Un électron gagné : F⁻.

Compte les électrons (un atome neutre en a Z).

1. Nombre d’électrons de l’ion iodure I⁻ (Z = 53) :
   Un électron gagné : $53+1=54$.
2. Le gaz noble qui a ce nombre d’électrons est le .
   Le xénon (Z = 54), juste après l’iode : le gaz noble le plus proche.
3. Nombre de protons de l’ion I⁻ :
   Un ion garde ses protons : 53, comme l’atome d’iode. Seul le nombre d’électrons change.
4. Un ion X⁺ possède 2 électrons. Numéro atomique de X : Z =
   L’atome a perdu un électron : il en avait $2+1=3$, donc Z = 3 (le lithium).