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Chimie · Classe de 3ᵉ

Ions et molécules

Règle de l'octet, formation des ions, électronégativité

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Ions et molécules » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Structure de l'atome et couches électroniques, La règle de l'octet (et du duet), Formation des ions : cations et anions, Ions monoatomiques et polyatomiques. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de troisième en chimie.
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00

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 ions (5 pts)

/ 5 pts
  1. Donne la configuration électronique (couches K, L, M) de l'atome de phosphore P (Z=15). (1 pt)
  2. L'atome de phosphore peut former l'ion P3–. Combien d'électrons gagne-t-il ? Justifie à l'aide de la règle de l'octet. (2 pts)
  3. Donne la configuration électronique de l'ion P3– et identifie le gaz noble ayant la même configuration. (2 pts)

Exercice 2 — Formules de composés ioniques (4 pts)

/ 4 pts
  1. Donne la formule du composé ionique formé par les ions K+ et SO42–. Justifie par un calcul de charges. (2 pts)
  2. Donne la formule du composé ionique formé par les ions Fe3+ et O2–. Justifie par un calcul de charges. (2 pts)

Exercice 3 — Représentation de Lewis (5 pts)

/ 5 pts
  1. Compte le nombre total d'électrons de valence dans la molécule de chlorure d'hydrogène HCl (H : Z=1 ; Cl : Z=17). (1 pt)
  2. Donne la représentation de Lewis de HCl en indiquant le doublet liant et les doublets non liants. (2 pts)
  3. Vérifie que la règle du duet est respectée pour H et la règle de l'octet pour Cl dans ta représentation. (2 pts)

Exercice 4 — Électronégativité et type de liaison (3 pts)

/ 3 pts
  1. Les électronégativités de Ca et O valent respectivement 1,0 et 3,4. Calcule Δχ. (1 pt)
  2. D'après la valeur de Δχ, quel type de liaison unit Ca et O dans CaO : ionique ou covalente ? (1 pt)
  3. Explique pourquoi la liaison O–H dans l'eau est qualifiée de « covalente polaire » et non « ionique ». (1 pt)

Exercice 5 — Ions polyatomiques et neutralité électrique (3 pts)

/ 3 pts
  1. L'eau de Javel contient des ions Na+, Cl– et ClO–. Identifie parmi ces trois ions lequel est un ion polyatomique. (1 pt)
  2. Une solution contient 0,5 mol d'ions Ca2+ et des ions Cl–. Combien de moles d'ions Cl– sont nécessaires pour que la solution soit électriquement neutre ? Justifie. (2 pts)
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Configurations électroniques et ions (5 pts)
1. Configuration électronique de P (Z=15) :
On remplit les couches de l'intérieur vers l'extérieur :

  • Couche K : 2 électrons (maximum 2)
  • Couche L : 8 électrons (maximum 8)
  • Couche M : 15 – 2 – 8 = 5 électrons
Configuration : K(2) L(8) M(5)

2. Formation de P3– et règle de l'octet :
P possède 5 électrons sur sa couche externe M. Pour respecter la règle de l'octet, il lui faut 8 électrons sur M. Il lui manque donc 8 – 5 = 3 électrons.
P gagne 3 électrons → il se forme l'ion P3–.
Justification : La règle de l'octet stipule que les atomes tendent à acquérir 8 électrons sur leur couche externe pour atteindre la configuration stable d'un gaz noble.

3. Configuration de P3– et gaz noble associé :
P3– possède 15 + 3 = 18 électrons au total.
Configuration : K(2) L(8) M(8)
Cette configuration est identique à celle du gaz noble Argon Ar (Z=18).

Exercice 2 — Formules de composés ioniques (4 pts)
1. Composé ionique formé par K+ et SO42– :
Pour obtenir l'électroneutralité, la somme des charges doit être nulle.

  • K+ porte la charge +1
  • SO42– porte la charge –2
Il faut 2 ions K+ pour compenser 1 ion SO42– :
2 × (+1) + 1 × (–2) = +2 – 2 = 0 ✓
Formule : K2SO4 (sulfate de potassium)

2. Composé ionique formé par Fe3+ et O2– :
  • Fe3+ porte la charge +3
  • O2– porte la charge –2
On cherche les indices a et b tels que a × (+3) + b × (–2) = 0.
PPCM de 3 et 2 = 6 → a = 2 et b = 3 :
2 × (+3) + 3 × (–2) = +6 – 6 = 0 ✓
Formule : Fe2O3 (oxyde de fer III, rouille)

Exercice 3 — Représentation de Lewis (5 pts)
1. Nombre total d'électrons de valence :

  • H (Z=1) : 1 électron de valence
  • Cl (Z=17) : configuration K(2) L(8) M(7) → 7 électrons de valence
Total : 1 + 7 = 8 électrons de valence

2. Représentation de Lewis de HCl :
H et Cl partagent 1 doublet liant (liaison simple) :

H — Cl̈ :

En HTML : H–Cl avec sur Cl : 1 doublet liant (H–Cl) et 3 doublets non liants (représentés par 3 paires de points autour de Cl).
  • 1 doublet liant : la liaison H–Cl (2 électrons partagés)
  • 3 doublets non liants sur Cl (6 électrons, non partagés)
  • 0 doublet non liant sur H
Vérification : 1×2 (liant) + 3×2 (non liants sur Cl) = 2 + 6 = 8 électrons ✓

3. Vérification des règles :
  • H — règle du duet : H partage 1 doublet liant avec Cl → H compte 2 électrons autour de lui (1 propre + 1 de Cl). Règle du duet respectée ✓
  • Cl — règle de l'octet : Cl possède 1 doublet liant (2 e⁻) + 3 doublets non liants (6 e⁻) = 8 électrons autour de lui. Règle de l'octet respectée ✓

Exercice 4 — Électronégativité et type de liaison (3 pts)
1. Calcul de Δχ entre Ca et O :
χ(Ca) = 1,0 et χ(O) = 3,4
Δχ = 3,4 – 1,0 = 2,4

2. Type de liaison dans CaO :
Δχ = 2,4 > 1,7 → la différence d'électronégativité est grande.
La liaison entre Ca et O est de type ionique.
Justification : Quand Δχ > 1,7, le transfert d'électrons est quasi total : Ca perd 2 électrons (→ Ca2+) et O en gagne 2 (→ O2–). Ces ions s'attirent par force électrostatique.

3. Pourquoi la liaison O–H est « covalente polaire » et non « ionique » :
χ(O) = 3,4 et χ(H) = 2,1 → Δχ = 3,4 – 2,1 = 1,3.
Cette valeur est inférieure à 1,7 : le transfert d'électrons n'est pas total. Les deux atomes partagent les électrons (liaison covalente) mais de façon inégale, O attirant davantage les électrons vers lui (charge partielle δ– sur O, δ+ sur H). On parle donc de liaison covalente polaire, et non ionique.

Exercice 5 — Ions polyatomiques et neutralité électrique (3 pts)
1. Ion polyatomique dans l'eau de Javel :
Parmi Na+, Cl– et ClO– :

  • Na+ : 1 seul atome → ion monoatomique
  • Cl– : 1 seul atome → ion monoatomique
  • ClO– : constitué de 2 atomes (Cl et O) → ion polyatomique
L'ion polyatomique est ClO– (ion hypochlorite).

2. Nombre de moles d'ions Cl– nécessaires :
La solution contient 0,5 mol de Ca2+.
Charge apportée par Ca2+ : 0,5 × (+2) = +1 mol de charges positives.
Pour que la solution soit électriquement neutre, la charge totale doit être nulle :
somme des charges positives = somme des charges négatives en valeur absolue.
Chaque ion Cl– apporte –1 charge. Il faut donc :
n(Cl–) × 1 = 1 mol de charges négatives
→ n(Cl–) = 1 mol
Justification : 0,5 mol × (+2) + 1 mol × (–1) = +1 – 1 = 0 ✓ La solution est bien électriquement neutre.

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