Classification périodique et ions — Première Bac Pro (Grpt 5)
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Extrait de classification — à utiliser pour situer les éléments (les charges des ions ne sont pas indiquées).
Durée : 10-15 min | Calculatrice autorisée
Barème : 20 points
L'atome de lithium a pour numéro atomique \(Z = 3\).
a) Combien possède-t-il de protons ?
b) Combien possède-t-il d'électrons ?
a) \(Z = 3\) → 3 protons.
b) L'atome est neutre → 3 électrons.
Compléter par « cation » ou « anion » :
a) Na⁺ est un ...
b) Cl⁻ est un ...
a) Na⁺ est un cation (charge +).
b) Cl⁻ est un anion (charge −).
Le sodium Na est en colonne 1.
a) Perd-il ou gagne-t-il des électrons ?
b) Écrire la formule de l'ion qu'il forme.
a) Le sodium (métal, colonne 1) perd 1 électron.
b) Il forme l'ion Na⁺.
On donne la formule de l'eau : H₂O.
a) Combien d'atomes d'hydrogène (H) ?
b) Combien d'atomes au total ?
a) 2 atomes d'hydrogène.
b) 2 H + 1 O = 3 atomes au total.
Barème : 20 points
L'atome de fluor a pour numéro atomique \(Z = 9\).
a) Combien possède-t-il de protons ?
b) Combien possède-t-il d'électrons ?
a) \(Z = 9\) → 9 protons.
b) L'atome est neutre → 9 électrons.
Compléter par « cation » ou « anion » :
a) Ca²⁺ est un ...
b) F⁻ est un ...
a) Ca²⁺ est un cation (charge +).
b) F⁻ est un anion (charge −).
Le chlore Cl est en colonne 17.
a) Perd-il ou gagne-t-il des électrons ?
b) Écrire la formule de l'ion qu'il forme.
a) Le chlore (non-métal, colonne 17) gagne 1 électron.
b) Il forme l'ion Cl⁻.
On donne la formule du dioxyde de carbone : CO₂.
a) Combien d'atomes d'oxygène (O) ?
b) Combien d'atomes au total ?
a) 2 atomes d'oxygène.
b) 1 C + 2 O = 3 atomes au total.
Barème : 20 points
Une technicienne de laboratoire étudie l'atome d'aluminium, de numéro atomique \(Z = 13\).
a) Donner le nombre de protons et le nombre d'électrons de cet atome.
b) Justifier que l'atome est électriquement neutre.
a) \(Z = 13\) → 13 protons et 13 électrons (atome neutre).
b) Charge \(= (+13) + (-13) = 0\) : il y a autant de charges + (protons) que de charges − (électrons), l'atome est neutre.
Sur un schéma de tableau périodique, un agent de traitement des eaux repère le magnésium Mg en colonne 2.
a) Le magnésium est-il un métal ou un non-métal ? Forme-t-il un cation ou un anion ?
b) Écrire la formule de l'ion magnésium.
a) C'est un métal (gauche du tableau) : il perd des électrons → cation.
b) Colonne 2 → perd 2 électrons → ion Mg²⁺.
Le soufre S est situé en colonne 16, le potassium K en colonne 1.
a) Écrire la formule de l'ion formé par le soufre.
b) Écrire la formule de l'ion formé par le potassium.
c) Pour chacun, préciser cation ou anion.
a) Soufre (non-métal, colonne 16) → gagne 2 électrons → ion S²⁻ (anion).
b) Potassium (métal, colonne 1) → perd 1 électron → ion K⁺ (cation).
c) S²⁻ : anion ; K⁺ : cation.
Le méthane a pour formule brute CH₄.
a) Indiquer le nombre d'atomes de chaque élément.
b) Donner le nombre total d'atomes dans la molécule.
c) S'agit-il d'un atome, d'une molécule ou d'un ion ? Justifier.
a) 1 atome de carbone (C) et 4 atomes d'hydrogène (H).
b) Total : \(1 + 4 = \mathbf{5}\) atomes.
c) C'est une molécule : plusieurs atomes liés, sans charge électrique.
Barème : 20 points
Une technicienne de laboratoire étudie l'atome de fluor, de numéro atomique \(Z = 9\).
a) Donner le nombre de protons et le nombre d'électrons de cet atome.
b) Justifier que l'atome est électriquement neutre.
a) \(Z = 9\) → 9 protons et 9 électrons (atome neutre).
b) Charge \(= (+9) + (-9) = 0\) : autant de charges + que de charges −, l'atome est neutre.
Sur un schéma de tableau périodique, un agent de traitement des eaux repère le calcium Ca en colonne 2.
a) Le calcium est-il un métal ou un non-métal ? Forme-t-il un cation ou un anion ?
b) Écrire la formule de l'ion calcium.
a) C'est un métal : il perd des électrons → cation.
b) Colonne 2 → perd 2 électrons → ion Ca²⁺.
L'oxygène O est situé en colonne 16, le sodium Na en colonne 1.
a) Écrire la formule de l'ion formé par l'oxygène.
b) Écrire la formule de l'ion formé par le sodium.
c) Pour chacun, préciser cation ou anion.
a) Oxygène (non-métal, colonne 16) → gagne 2 électrons → ion O²⁻ (anion).
b) Sodium (métal, colonne 1) → perd 1 électron → ion Na⁺ (cation).
c) O²⁻ : anion ; Na⁺ : cation.
Le glucose a pour formule brute C₆H₁₂O₆.
a) Indiquer le nombre d'atomes de chaque élément.
b) Donner le nombre total d'atomes dans la molécule.
c) S'agit-il d'un atome, d'une molécule ou d'un ion ? Justifier.
a) 6 atomes de carbone (C), 12 atomes d'hydrogène (H), 6 atomes d'oxygène (O).
b) Total : \(6 + 12 + 6 = \mathbf{24}\) atomes.
c) C'est une molécule : plusieurs atomes liés, sans charge électrique.
Barème : 20 points
L'atome de sodium a pour numéro atomique \(Z = 11\). Il forme l'ion Na⁺.
a) Donner le nombre de protons et d'électrons de l'atome de sodium.
b) L'ion Na⁺ s'est-il formé par gain ou par perte d'électron(s) ? Combien ?
c) En déduire le nombre de protons et le nombre d'électrons de l'ion Na⁺, puis vérifier que sa charge vaut bien \(+1\).
a) \(Z = 11\) → 11 protons et 11 électrons.
b) Na⁺ s'est formé par perte de 1 électron (le noyau ne change pas).
c) Ion Na⁺ : 11 protons et 10 électrons. Charge \(= (+11) + (-10) = \mathbf{+1}\). Cohérent.
Un peintre prépare un revêtement et consulte la fiche de sécurité de trois espèces : l'oxygène, le sulfure de zinc ZnS (pigment blanc) et l'ion chlorure Cl⁻.
a) Le zinc Zn forme l'ion Zn²⁺. Le soufre est en colonne 16. Quels ions composent le sulfure de zinc ? Justifier que l'ensemble est électriquement neutre.
b) Dans la molécule de dioxygène O₂, combien d'atomes d'oxygène ? S'agit-il d'un atome, d'une molécule ou d'un ion ?
c) Classer Cl, Cl₂ et Cl⁻ : lequel est un atome, une molécule, un ion ?
a) Zinc → Zn²⁺ (donné). Soufre (colonne 16) → S²⁻. Le sulfure de zinc associe un ion Zn²⁺ (\(+2\)) et un ion S²⁻ (\(-2\)) : la somme des charges vaut \(0\), l'ensemble est neutre.
b) O₂ contient 2 atomes d'oxygène : c'est une molécule.
c) Cl = atome ; Cl₂ = molécule (2 atomes liés) ; Cl⁻ = ion (atome chargé).
Le tableau ci-dessous donne la colonne de quatre éléments. Compléter pour chacun : métal/non-métal, ion formé, cation/anion.
| Élément | Colonne | Ion formé | Type |
|---|---|---|---|
| Potassium K | 1 | ? | ? |
| Aluminium Al | 13 | ? | ? |
| Brome Br | 17 | ? | ? |
| Oxygène O | 16 | ? | ? |
K (col. 1, métal) → K⁺, cation.
Al (col. 13, métal) → Al³⁺, cation.
Br (col. 17, non-métal) → Br⁻, anion.
O (col. 16, non-métal) → O²⁻, anion.
Barème : 20 points
L'atome de chlore a pour numéro atomique \(Z = 17\). Il forme l'ion Cl⁻.
a) Donner le nombre de protons et d'électrons de l'atome de chlore.
b) L'ion Cl⁻ s'est-il formé par gain ou par perte d'électron(s) ? Combien ?
c) En déduire le nombre de protons et le nombre d'électrons de l'ion Cl⁻, puis vérifier que sa charge vaut bien \(-1\).
a) \(Z = 17\) → 17 protons et 17 électrons.
b) Cl⁻ s'est formé par gain de 1 électron (le noyau ne change pas).
c) Ion Cl⁻ : 17 protons et 18 électrons. Charge \(= (+17) + (-18) = \mathbf{-1}\). Cohérent.
Un agent de traitement des eaux analyse une eau contenant du chlorure de calcium CaCl₂ et de l'oxyde de magnésium MgO.
a) Le calcium est en colonne 2, le chlore en colonne 17. Écrire les deux ions et justifier que CaCl₂ (un ion Ca²⁺ pour deux ions Cl⁻) est neutre.
b) Dans la molécule d'eau H₂O, combien d'atomes au total ? Atome, molécule ou ion ?
c) Classer O, O₂ et O²⁻ : lequel est un atome, une molécule, un ion ?
a) Calcium (colonne 2) → Ca²⁺ ; chlore (colonne 17) → Cl⁻. Un ion Ca²⁺ (\(+2\)) avec deux ions Cl⁻ (\(2 \times (-1) = -2\)) : somme \(= 0\), l'ensemble est neutre.
b) H₂O : 2 H + 1 O = 3 atomes ; c'est une molécule.
c) O = atome ; O₂ = molécule (2 atomes liés) ; O²⁻ = ion (atome chargé).
Le tableau ci-dessous donne la colonne de quatre éléments. Compléter pour chacun : métal/non-métal, ion formé, cation/anion.
| Élément | Colonne | Ion formé | Type |
|---|---|---|---|
| Sodium Na | 1 | ? | ? |
| Magnésium Mg | 2 | ? | ? |
| Fluor F | 17 | ? | ? |
| Soufre S | 16 | ? | ? |
Na (col. 1, métal) → Na⁺, cation.
Mg (col. 2, métal) → Mg²⁺, cation.
F (col. 17, non-métal) → F⁻, anion.
S (col. 16, non-métal) → S²⁻, anion.