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Collège · 4ᵉ · Chimie

Le tableau périodique des éléments

Organisation des éléments chimiques, familles et périodes

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Le tableau périodique des éléments » en quatrième permet de faire le point sur ses connaissances en chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de quatrième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : L'atome : protons, neutrons et électrons, Le numéro atomique Z et le nombre de masse A, La structure électronique en couches, Présentation du tableau périodique de Mendeleïev. 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 quatrième en chimie.
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00
Devoir surveillé · Chimie
Le tableau périodique des éléments
Classe de 4ᵉ
Durée : 60 min
Barème : / 20 points
Nom : ……………………………………………
Prénom : ……………………………………………

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 — Composition de l'atome

/ 4 pts
  1. Cite les trois particules qui constituent un atome et précise pour chacune sa charge électrique (positive, négative ou nulle). (3 points)
  2. Un atome est dit électriquement neutre. Explique pourquoi en citant les particules concernées. (1 point)

Exercice 2 — Numéro atomique et nombre de masse

/ 5 pts
  1. Donne les définitions du numéro atomique Z et du nombre de masse A. (2 points)
  2. Le phosphore est noté 3115P. Détermine : le nombre de protons, le nombre d'électrons et le nombre de neutrons de cet atome. (3 points)

Exercice 3 — Structure électronique

/ 5 pts
  1. Rappelle la règle de remplissage des couches électroniques. (1 point)
  2. Donne la structure électronique du chlore Cl (Z = 17) en justifiant ta démarche. (2 points)
  3. Identifie la période et la famille (colonne) du chlore dans le tableau périodique à partir de sa structure électronique. (2 points)

Exercice 4 — Familles d'éléments et réactivité

/ 4 pts
  1. Nomme les trois grandes familles d'éléments vues en cours et indique leur numéro de colonne dans le tableau périodique. (3 points)
  2. Explique pourquoi les gaz nobles sont très peu réactifs chimiquement. (1 point)

Exercice 5 — Lecture et exploitation du tableau périodique

/ 2 pts
  1. Un élément inconnu X est en période 2 et en colonne 17. Détermine sa structure électronique et son numéro atomique Z, puis identifie-le à l'aide du tableau périodique fourni. (2 points)
Corrigé détaillé — à n'ouvrir qu'après avoir rendu la copie

Exercice 1 — Composition de l'atome
1a. Les trois particules constituant un atome :

  • Le proton : charge électrique positive (+)
  • Le neutron : charge électrique nulle (0)
  • L'électron : charge électrique négative (−)
1b. Neutralité électrique de l'atome :
Un atome est électriquement neutre car il contient autant de protons (charge +) que d'électrons (charge −). Les charges positives et négatives se compensent exactement.
Exemple : l'atome de carbone a 6 protons et 6 électrons → charges totales : +6 et −6 → neutre.

Exercice 2 — Numéro atomique et nombre de masse
2a. Définitions :

  • Numéro atomique Z : nombre de protons contenus dans le noyau d'un atome. Pour un atome neutre, Z est aussi égal au nombre d'électrons.
  • Nombre de masse A : nombre total de nucléons (protons + neutrons) dans le noyau. On a la relation : A = Z + N.
2b. Le phosphore 3115P :
  • Nombre de protons : Z = 15
  • Nombre d'électrons : = Z = 15 (atome neutre)
  • Nombre de neutrons : N = A − Z = 31 − 15 = 16

Exercice 3 — Structure électronique
3a. Règle de remplissage des couches électroniques :
On remplit les couches de l'intérieur vers l'extérieur (du noyau vers l'extérieur). La couche 1 se remplit en premier (2 électrons max), puis la couche 2 (8 électrons max), puis la couche 3 (8 électrons max au niveau 4e).

3b. Structure électronique du chlore Cl (Z = 17) :
Z = 17 → l'atome possède 17 électrons.

  • Couche 1 : 2 électrons (saturée)
  • Couche 2 : 8 électrons (saturée)
  • Couche 3 : 17 − 2 − 8 = 7 électrons
Structure électronique du chlore : (2, 8, 7)

3c. Période et famille du chlore :
  • Période : le chlore a 3 couches électroniques occupées → il est en période 3.
  • Famille (colonne) : il possède 7 électrons sur sa couche externe → il appartient à la colonne 17 : la famille des halogènes.

Exercice 4 — Familles d'éléments et réactivité
4a. Les trois grandes familles d'éléments :

  • Les métaux alcalins : colonne 1 — 1 électron sur la couche externe (ex : Li, Na, K). Très réactifs avec l'eau.
  • Les halogènes : colonne 17 — 7 électrons sur la couche externe (ex : F, Cl, Br, I). Non-métaux très réactifs.
  • Les gaz nobles : colonne 18 — couche externe saturée (ex : He, Ne, Ar). Très peu réactifs.
4b. Pourquoi les gaz nobles sont-ils très peu réactifs ?
Les gaz nobles ont leur couche externe saturée (8 électrons pour Ne, Ar… ou 2 électrons pour He — règle du duet). Cette configuration est très stable : ils n'ont pas besoin de gagner ni de perdre des électrons pour se stabiliser, d'où leur très faible réactivité chimique.

Exercice 5 — Lecture et exploitation du tableau périodique

  • Période 2 → 2 couches électroniques occupées.
  • Colonne 17 → 7 électrons sur la couche externe (famille des halogènes).
Détermination de la structure électronique :
  • Couche 1 : 2 électrons
  • Couche 2 : 7 électrons
Structure : (2, 7)
Numéro atomique Z : Z = 2 + 7 = 9
Identification : Z = 9 correspond au fluor F. C'est un halogène de la période 2.

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