Exercices Entité Chimique Stable Seconde (PDF + Corrigé)
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Exercices Entité Chimique Stable Seconde (PDF + Corrigé)
Cette fiche d'exercices de physique-chimie pour la classe de Seconde couvre l'essentiel du chapitre entités chimiques stables du programme officiel : la configuration électronique d'un atome (couches K, L, M), les règles du duet et de l'octet, la stabilité des gaz nobles, et la formation des ions monoatomiques stables par perte ou gain d'électrons (Na⁺, Mg²⁺, Cl⁻, O²⁻, etc.). Six activités progressives avec un corrigé détaillé. PDF gratuit à imprimer, idéal pour réviser avant un contrôle.
📋 Contenu de la fiche
- 6 exercices progressifs sur les entités chimiques stables
- Rappel : duet, octet, gaz nobles, configuration électronique
- Atomes (Na, Mg, Al, Cl, O, S) → ions stables
- Compter les électrons / protons d'un ion
- Problème : formation du sel (NaCl)
- Corrigé complet et expliqué
📘 Rappel — entités chimiques stables
🔬 Configuration électronique
Les électrons d'un atome se répartissent sur des couches successives autour du noyau :
- Couche K (la plus proche du noyau) : 2 électrons maximum
- Couche L : 8 électrons maximum
- Couche M : 18 électrons maximum (mais on en met 8 avant de remplir la suivante au lycée)
On note la configuration sous la forme (K)x(L)y(M)z.
Exemple : sodium (Na, Z = 11) → 11 électrons → (K)2(L)8(M)1
🔬 Règles de stabilité
- Règle du duet : les atomes très légers (Z ≤ 4) cherchent à avoir 2 électrons sur leur couche externe (comme l'hélium He).
- Règle de l'octet : les autres atomes cherchent à avoir 8 électrons sur leur couche externe (comme le néon Ne ou l'argon Ar).
🔬 Les gaz nobles
Les gaz nobles (He, Ne, Ar, Kr…) ont leur couche externe complète. Ils sont donc naturellement stables et ne forment pas d'ions.
| Gaz noble | Z | Configuration |
|---|---|---|
| Hélium (He) | 2 | (K)2 |
| Néon (Ne) | 10 | (K)2(L)8 |
| Argon (Ar) | 18 | (K)2(L)8(M)8 |
🔬 Formation des ions monoatomiques stables
Les autres atomes perdent ou gagnent des électrons pour atteindre la configuration du gaz noble le plus proche :
- Si l'atome a peu d'électrons sur sa couche externe (1, 2, 3) → il les perd → il devient un cation (charge positive).
Ex : Na (K)²(L)⁸(M)¹ perd 1 e⁻ → Na⁺ (K)²(L)⁸ (configuration de Ne) - Si l'atome a presque 8 électrons (5, 6, 7) → il les gagne → il devient un anion (charge négative).
Ex : Cl (K)²(L)⁸(M)⁷ gagne 1 e⁻ → Cl⁻ (K)²(L)⁸(M)⁸ (configuration de Ar)
| Atome | Z | Couche externe | Action | Ion stable |
|---|---|---|---|---|
| Na | 11 | 1 e⁻ | Perd 1 | Na⁺ |
| Mg | 12 | 2 e⁻ | Perd 2 | Mg²⁺ |
| Al | 13 | 3 e⁻ | Perd 3 | Al³⁺ |
| O | 8 | 6 e⁻ | Gagne 2 | O²⁻ |
| Cl | 17 | 7 e⁻ | Gagne 1 | Cl⁻ |
| S | 16 | 6 e⁻ | Gagne 2 | S²⁻ |
📝 Exercice 1 — Vocabulaire et définitions
Complète chaque phrase ou réponds aux questions.
- La règle du duet dit qu'un atome cherche à avoir ........ électrons sur sa couche externe. (0,5 pt)
- La règle de l'octet dit qu'un atome cherche à avoir ........ électrons sur sa couche externe. (0,5 pt)
- Un gaz noble est un atome dont la couche externe est ............................................ (0,5 pt)
- Un atome qui a perdu des électrons est un ............................................ (de charge ........). (0,5 pt)
- Un atome qui a gagné des électrons est un ............................................ (de charge ........). (0,5 pt)
- Cite 2 gaz nobles que tu connais. (0,5 pt)
........................................
📝 Exercice 2 — Configuration électronique
Donne la configuration électronique des atomes suivants. (Indice : Z = nombre de protons = nombre d'électrons.)
- Carbone (C, Z = 6) → ............................................
- Azote (N, Z = 7) → ............................................
- Fluor (F, Z = 9) → ............................................
- Sodium (Na, Z = 11) → ............................................
- Soufre (S, Z = 16) → ............................................
- Argon (Ar, Z = 18) → ............................................
📝 Exercice 3 — Quel ion stable ?
Pour chacun des atomes suivants, complète le tableau : configuration, électrons sur la couche externe, gain ou perte, formule de l'ion stable.
| Atome | Z | Configuration | e⁻ couche ext. | Gagne / Perd | Ion stable |
|---|---|---|---|---|---|
| Lithium (Li) | 3 | .............. | .............. | .............. | .............. |
| Magnésium (Mg) | 12 | .............. | .............. | .............. | .............. |
| Aluminium (Al) | 13 | .............. | .............. | .............. | .............. |
| Oxygène (O) | 8 | .............. | .............. | .............. | .............. |
| Fluor (F) | 9 | .............. | .............. | .............. | .............. |
📝 Exercice 4 — Vrai ou Faux ?
Indique Vrai (V) ou Faux (F). Justifie en cas de fausse.
- Tous les atomes ont tendance à former des ions. → ......
- Un cation est un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons. → ......
- L'ion Na⁺ a 11 protons et 11 électrons. → ......
- L'ion Cl⁻ a la même configuration électronique que l'argon. → ......
- Un atome de néon peut former l'ion Ne⁺. → ......
- L'ion Mg²⁺ a 10 électrons. → ......
📝 Exercice 5 — Compter électrons et protons
Pour chaque ion, donne le nombre de protons et le nombre d'électrons.
Rappel : la charge de l'ion = nombre de protons − nombre d'électrons.
| Ion | Z (protons) | Charge | Électrons |
|---|---|---|---|
| Na⁺ | 11 | +1 | .............. |
| Mg²⁺ | 12 | +2 | .............. |
| Al³⁺ | 13 | +3 | .............. |
| Cl⁻ | 17 | −1 | .............. |
| O²⁻ | 8 | −2 | .............. |
Combien d'ions parmi ceux ci-dessus ont la configuration électronique du néon ((K)²(L)⁸) ? ........
📝 Exercice 6 — Problème : la formation du sel (NaCl)
Le sel de cuisine est composé de chlorure de sodium NaCl. Cette substance est formée d'ions sodium Na⁺ et d'ions chlorure Cl⁻.
Données : Z(Na) = 11 ; Z(Cl) = 17 ; Z(Ne) = 10 ; Z(Ar) = 18.
- Donne la configuration électronique de l'atome de sodium (Na). (0,75 pt)
........................................ - Donne la configuration électronique de l'atome de chlore (Cl). (0,75 pt)
........................................ - Pour devenir stable, l'atome de Na doit-il gagner ou perdre des électrons ? Combien ? Pourquoi ? (1 pt)
........................................
........................................ - Et l'atome de Cl ? (1 pt)
........................................
........................................ - Quelle est la configuration électronique de Na⁺ ? À quel gaz noble ressemble-t-elle ? (0,5 pt)
........................................ - Pourquoi le sel NaCl est-il électriquement neutre ? (0,5 pt)
........................................
🎯 Bilan — ce qu'il faut maîtriser
- La configuration électronique donne la répartition des électrons sur les couches K (max 2), L (max 8), M (max 8).
- Règle du duet : 2 e⁻ sur la couche externe (atomes légers : H, Li, Be).
- Règle de l'octet : 8 e⁻ sur la couche externe.
- Les gaz nobles (He, Ne, Ar) sont déjà stables : ils ne forment pas d'ions.
- Les autres atomes perdent ou gagnent des électrons pour ressembler au gaz noble le plus proche → ils forment des ions stables.
- Charge de l'ion = (nombre de protons) − (nombre d'électrons).
💡 Conseils méthode
- Dessine les couches électroniques en commençant par la couche K (2 max), puis L (8 max), puis M.
- Pour déterminer l'ion, regarde la couche externe : si l'atome a 1, 2 ou 3 e⁻ → il les perd → cation. Si 5, 6, 7 e⁻ → il gagne les électrons manquants → anion.
- Le nombre de charges de l'ion = nombre d'électrons perdus ou gagnés.
- Vérifie : un ion stable a la même configuration qu'un gaz noble (He, Ne, Ar).
- Le nombre de protons ne change jamais : il reste celui de l'atome (Z). Seuls les électrons varient.
