Nom : _______________________ Prénom : _______________________ Date : __________
Exercice 1 — Cation ou anion ? (4 pts)
Pour chaque ion, indique s'il s'agit d'un cation ou d'un anion, et précise s'il provient d'un gain ou d'une perte d'électrons.
Ion
Cation / anion
Gain ou perte d'électrons
\(Na^+\)
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\(Cl^-\)
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\(Mg^{2+}\)
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\(O^{2-}\)
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Exercice 2 — Former un ion stable (4 pts)
L'atome de fluor a pour structure électronique \((K)^2(L)^7\).
Combien d'électrons possède-t-il sur sa couche externe (couche L) ?
Pour respecter la règle de l'octet, doit-il gagner ou perdre des électrons ? Combien ?
Écris la formule de l'ion stable obtenu.
De quel gaz noble a-t-il alors la même structure électronique ?
Exercice 3 — Décrire une molécule (3 pts)
On donne la formule brute du dioxyde de carbone : \(CO_2\), et celle de l'ammoniac : \(NH_3\).
Quel type de liaison assemble les atomes d'une molécule ?
Combien d'atomes au total y a-t-il dans une molécule de \(CO_2\) ? De quels éléments ?
Combien d'atomes d'hydrogène y a-t-il dans une molécule d'ammoniac \(NH_3\) ?
Exercice 4 — Lignes et colonnes (4 pts)
Dans la classification périodique, les éléments sont rangés par numéro atomique \(Z\) croissant.
À quoi correspond une ligne (période) du tableau ?
À quoi correspond une colonne (famille) ?
Pourquoi le sodium \(Na\) et le potassium \(K\), placés dans la même colonne, ont-ils des propriétés chimiques voisines ?
Exercice 5 — Les familles chimiques (5 pts)
Relie chaque famille au bon nombre d'électrons externes et à l'ion formé.
Famille
Nombre d'e⁻ externes (à compléter)
Ion formé (à compléter)
Alcalins (Li, Na, K)
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Halogènes (F, Cl)
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Gaz nobles (Ne, Ar)
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Question : pourquoi les gaz nobles ne forment-ils (presque) pas d'ions ?
Correction
Exercice 1 (4 pts) :
\(Na^+\) : cation — perte de 1 électron.
\(Cl^-\) : anion — gain de 1 électron.
\(Mg^{2+}\) : cation — perte de 2 électrons.
\(O^{2-}\) : anion — gain de 2 électrons.
(Rappel : le signe + signifie qu'il manque des électrons → perte ; le signe − signifie un excès d'électrons → gain. Le noyau, lui, ne change pas.)
Exercice 2 (4 pts) :
Il possède 7 électrons sur la couche L.
Il lui manque 1 électron pour atteindre l'octet (8 électrons) : il doit donc gagner 1 électron.
L'ion stable est \(F^-\) (ion fluorure).
Il a alors la structure \((K)^2(L)^8\), comme le néon (Ne).
Exercice 3 (3 pts) :
Une liaison covalente (mise en commun d'électrons).
\(CO_2\) contient 3 atomes : 1 carbone et 2 oxygènes.
L'ammoniac \(NH_3\) contient 3 atomes d'hydrogène (et 1 atome d'azote).
Exercice 4 (4 pts) :
Une ligne (période) correspond au remplissage d'une même couche électronique.
Une colonne (famille) regroupe les éléments ayant le même nombre d'électrons sur leur couche externe.
\(Na\) et \(K\) sont dans la même colonne : ils ont le même nombre d'électrons externes (1), donc le même comportement chimique (ils forment tous deux un ion +).
Exercice 5 (5 pts) :
Alcalins : 1 électron externe → forment des ions + (perte de 1 e⁻ : \(Na^+\), \(K^+\)…).
Halogènes : 7 électrons externes → forment des ions − (gain de 1 e⁻ : \(Cl^-\)…).
Gaz nobles : 8 électrons externes (2 pour He) → pas d'ion.
Les gaz nobles ont déjà leur couche externe complète (octet, ou duet pour He) : ils sont déjà stables et n'ont besoin ni de gagner ni de perdre d'électrons.