Corrigés — Les entités chimiques stables 2de

Exercice 1 — Trois atomes à configurer 8 points

Le programme de seconde écrit les configurations en SOUS-COUCHES : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p. Elles se remplissent dans cet ordre, chacune jusqu'à sa capacité — 2 pour une sous-couche s, 6 pour une sous-couche p.

• La somme des exposants doit toujours redonner Z : c'est la vérification qui coute le moins cher.
• On additionne TOUTES les sous-couches de la couche externe : pour le chlore, 3s et 3p ensemble.
• Les deux écritures disent le même nombre d'électrons ; une seule dit où l'atome se range.

Exercice 2 — Quatre atomes à ranger 6 points

Complète les deux colonnes vides.

• On remplit dans l'ordre, sans sauter de sous-couche : une sous-couche ne commence que lorsque la précédente est pleine.
• Une question dont la réponse est « aucun » se vérifie comme les autres : on compte.

Exercice 3 — Retrouver l'atome 6 points

On ne donne plus le symbole, mais la configuration.

• Un atome est neutre : son nombre d'électrons est son numéro atomique. Un ion, lui, ne l'est pas.
• Chaque sous-couche a une capacité : 2 pour s, 6 pour p. La dépasser n'est pas une erreur de calcul, c'est une impossibilité.

Exercice 1 — Quatre atomes, quatre places 8 points

La période est le numéro de la couche externe. Dans le bloc s, la colonne est le nombre d'électrons de valence ; dans le bloc p, elle vaut ce nombre plus dix.

• On écrit d'abord la configuration : la place s'en déduit, elle ne se devine pas.
• Les propriétés chimiques dépendent de la couche externe, donc des électrons de valence.
• Ligne et colonne ne disent pas la même chose : l'une donne la couche, l'autre son remplissage.

Exercice 2 — Cinq copies à corriger 6 points

Trois de ces copies se trompent, pour trois raisons différentes.

• Trois confusions différentes, et toutes les trois se lèvent en écrivant la configuration en entier.
• Une même erreur se reconnait mieux sur un second exemple : c'est la méthode qu'on corrige.

Exercice 3 — De la place à la configuration 6 points

Cette fois, on part de la position dans le tableau.

• On remonte la même chaine dans l'autre sens : colonne → électrons de valence → Z.
• Deux renseignements suffisent à désigner un élément : sa période et ses électrons de valence.

Exercice 1 — Les trois cases effacées 8 points

Les trois éléments manquants forment une famille que le programme nomme.

• La colonne 18 est la dernière : c'est celle des atomes dont la couche externe est pleine.
• « Saturée » ne veut pas dire « huit » : cela dépend de la couche, et la première n'en tient que deux.
• Toute la suite du chapitre découle de là : les autres atomes cherchent cette configuration.

Exercice 2 — Deux familles à reconnaitre 6 points

Range ces quatre éléments dans leur famille.

• On ne retient pas les familles : on les lit dans la colonne, qui se lit dans la configuration.
• C'est pourquoi l'hélium est rangé en colonne 18 alors que sa configuration s'arrête au bloc s.

Exercice 3 — Ce que cherchent les autres atomes 6 points

Les gaz nobles servent de modèle au reste du tableau.

• On compare toujours le nombre d'électrons à céder et le nombre à gagner : le plus petit l'emporte.
• La règle ne dit pas ce qui est possible, elle dit ce qui coute le moins.

Exercice 1 — Quatre atomes, quatre ions 8 points

Un atome forme l'ion qui lui demande le moins d'électrons à céder ou à capter.

• La charge se lit dans la colonne : à gauche du tableau on cède, à droite on capte.
• Le nom se construit, il ne se retient pas — sauf l'ion oxyde, qui est la seule exception à savoir.
• Le programme demande les deux sens : du nom à la formule, et de la formule au nom.

Exercice 2 — Quatre affirmations 6 points

Une seule réponse est juste à chaque ligne.

• Le numéro atomique ne change jamais : c'est le nombre de PROTONS, et c'est lui qui fait l'élément.
• Même cortège électronique, noyaux différents : c'est ce qui explique la ressemblance chimique et la différence de nature.

Exercice 3 — Les deux cas que la règle ne couvre pas 6 points

La règle du gaz noble le plus proche a des limites, et il vaut mieux les connaitre.

• Quand une règle donne deux réponses, c'est qu'elle ne s'applique pas : il faut alors un autre modèle.
• Une exception nommée par le programme se retient mieux qu'une règle sans limite.

Exercice 1 — Trois molécules à analyser 8 points

Dans le modèle de Lewis, chaque liaison est un doublet PARTAGÉ entre deux atomes ; les électrons de valence qui restent s'apparient en doublets non-liants.

• Les doublets liants se comptent sur le modèle : ce sont les bâtonnets. Les non-liants ne s'y voient pas, il faut les calculer.
• On compte pour CHAQUE atome les électrons qu'il possède plus ceux qu'il partage.
• La même remarque vaut pour l'hélium, et c'est pourquoi il est un gaz noble avec deux électrons.

Exercice 2 — Comparer trois liaisons 6 points

La carte rappelle ce que mesure une énergie de liaison. Les valeurs sont en kilojoules par mole : Cl−Cl : 243 · H−Cl : 431 · H−H : 436.

• « Solide » et « stable » ne se lisent pas sur la formule : ils se lisent sur l'énergie.
• Une entité stable est une entité d'où il faudrait de l'énergie pour sortir.

Exercice 3 — Une molécule à doubles liaisons 6 points

Le dioxyde de carbone, CO_2, n'a que deux voisins autour du carbone, et pourtant celui-ci fait quatre liaisons.

• Une double liaison compte pour deux doublets liants : c'est ce qui permet au carbone d'en faire quatre avec deux voisins seulement.
• Le nombre de liaisons d'un atome se calcule : capacité de la couche externe moins électrons de valence.