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Chapitre 2 – Exercices par capacités

Classification périodique et ions  |  1ère Bac Pro (Grpt 5)  |  Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Capacités et connaissances du programme :

Les exercices sont différenciés : Socle très guidés, Standard au niveau du programme, Approfondissement plus ouverts. Utilise le sélecteur en haut de page pour choisir ton niveau.

C1 — Composition d'un atome à partir de \(Z\)

À retenir : le numéro atomique \(Z\) est le nombre de protons du noyau. Un atome est électriquement neutre : il possède autant d'électrons que de protons. Donc nombre d'électrons \(=\) nombre de protons \(= Z\).
Socle

Exercice 1 – Compléter le tableau

Complète chaque ligne en suivant l'exemple. (Rappel : nombre d'électrons = \(Z\).)

Élément\(Z\)Nombre de protonsNombre d'électrons
Carbone666
Sodium11......
Oxygène8......
Standard

Exercice 2 – Atomes courants en laboratoire

Une technicienne de laboratoire travaille avec plusieurs éléments. Donner, pour chacun, le nombre de protons et le nombre d'électrons.

  • Azote : \(Z = 7\)
  • Soufre : \(Z = 16\)
  • Chlore : \(Z = 17\)
Approfondissement

Exercice 3 – De l'atome à l'ion

Le calcium a pour numéro atomique \(Z = 20\).

a) Donner le nombre de protons et d'électrons de l'atome de calcium.

b) Le calcium forme l'ion Ca²⁺. Combien d'électrons l'atome a-t-il perdus ?

c) Donner le nombre de protons et d'électrons de l'ion Ca²⁺, puis vérifier sa charge.

C2 — Situer un élément et reconnaître sa famille

Méthode dans la classification, les éléments d'une même colonne ont des propriétés similaires. Colonne 1 : alcalins ; colonne 2 : alcalino-terreux ; colonne 17 : halogènes ; colonne 18 : gaz nobles. Les métaux sont à gauche et au centre, les non-métaux à droite.
1 alcalins 2 alcal.-t. métaux de transition 17 halog. 18 gaz nobles ← métaux non-métaux →
Socle

Exercice 1 – Associer élément et famille

Relie chaque élément à sa famille (utilise le schéma ci-dessus).

  • Sodium Na (colonne 1)
  • Chlore Cl (colonne 17)
  • Argon Ar (colonne 18)

Familles possibles : alcalins, halogènes, gaz nobles.

Standard

Exercice 2 – Métal ou non-métal ?

Un agent de traitement des eaux note les éléments présents dans une analyse. Pour chacun, indiquer s'il s'agit d'un métal ou d'un non-métal, et préciser sa famille si elle existe.

  • Potassium K (colonne 1)
  • Magnésium Mg (colonne 2)
  • Fluor F (colonne 17)
  • Cuivre Cu (métal de transition)
Approfondissement

Exercice 3 – Prévoir par analogie

Le lithium Li et le sodium Na sont dans la même colonne (colonne 1). Le sodium réagit vivement avec l'eau et forme l'ion Na⁺.

a) Que peut-on prévoir sur le comportement chimique du lithium ? Pourquoi ?

b) Quel ion le lithium devrait-il former ? Justifier.

C3 — Écrire la formule d'un ion monoatomique

Méthode repérer la colonne de l'élément.
  • Métal colonne 1 → perd 1 e⁻ → charge \(+1\) (ex. Na⁺)
  • Métal colonne 2 → perd 2 e⁻ → charge \(+2\) (ex. Mg²⁺)
  • Métal colonne 13 → perd 3 e⁻ → charge \(+3\) (ex. Al³⁺)
  • Non-métal colonne 17 → gagne 1 e⁻ → charge \(-1\) (ex. Cl⁻)
  • Non-métal colonne 16 → gagne 2 e⁻ → charge \(-2\) (ex. O²⁻)
Pour les métaux de transition (Fe, Cu, Zn…), la charge est donnée dans l'énoncé.
Socle

Exercice 1 – Cation ou anion ?

Pour chaque élément, on indique s'il perd ou gagne des électrons. Complète l'ion formé et le type (cation/anion).

ÉlémentActionIon forméType
Sodium Naperd 1 e⁻Na⁺cation
Chlore Clgagne 1 e⁻......
Magnésium Mgperd 2 e⁻......
Standard

Exercice 2 – Écrire l'ion à partir de la colonne

Écrire la formule de l'ion monoatomique formé par chacun de ces éléments et préciser cation ou anion.

  • Potassium K (colonne 1)
  • Calcium Ca (colonne 2)
  • Aluminium Al (colonne 13)
  • Fluor F (colonne 17)
  • Oxygène O (colonne 16)
Standard

Exercice 3 – Ions dans l'eau du robinet

Un agent de traitement des eaux relève sur une analyse la présence d'ions sodium, d'ions calcium et d'ions chlorure.

a) Écrire la formule de chacun de ces trois ions (Na en colonne 1, Ca en colonne 2, Cl en colonne 17).

b) Classer ces trois ions en cations et anions.

Approfondissement

Exercice 4 – Neutralité d'un composé ionique

Un peintre utilise un pigment, l'oxyde de fer, où le fer est sous forme d'ion Fe³⁺ et l'oxygène sous forme d'ion O²⁻ (oxyde).

a) Rappeler pourquoi la charge de l'ion fer ne se déduit pas de sa colonne.

b) Un composé ionique est globalement neutre. Combien d'ions Fe³⁺ et d'ions O²⁻ faut-il associer pour que la somme des charges soit nulle ? (On cherche le plus petit nombre entier de chaque.)

C4 — Lire une formule brute et compter les atomes

À retenir : dans une formule brute, chaque symbole désigne un élément et l'indice (petit chiffre en bas à droite) donne le nombre d'atomes de cet élément. Pas d'indice = 1 atome. Le nombre total d'atomes est la somme de tous les indices.
Socle

Exercice 1 – Compter les atomes

Complète le tableau (exemple sur la première ligne).

MoléculeFormuleAtomes de chaque élémentTotal
EauH₂O2 H et 1 O3
Dioxyde de carboneCO₂......
MéthaneCH₄......
Standard

Exercice 2 – Molécules de la vie courante

Pour chaque molécule, indiquer le nombre d'atomes de chaque élément, puis le nombre total d'atomes.

  • Ammoniac (produit ménager) : NH₃
  • Éthanol (alcool) : C₂H₆O
  • Dioxygène (air) : O₂
Standard

Exercice 3 – Atome, molécule ou ion ?

Une technicienne de laboratoire note plusieurs espèces. Indiquer pour chacune s'il s'agit d'un atome, d'une molécule ou d'un ion.

  • Cl
  • Cl₂
  • Cl⁻
  • H₂O
  • Na⁺
Approfondissement

Exercice 4 – Glucose et photosynthèse

Le glucose, sucre fabriqué par les plantes, a pour formule brute C₆H₁₂O₆.

a) Donner le nombre d'atomes de chaque élément et le nombre total d'atomes.

b) On lit que la combustion complète du glucose ne produit que de l'eau H₂O et du dioxyde de carbone CO₂. Citer les deux molécules produites et donner pour chacune son nombre total d'atomes.