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Physique-Chimie

Chimie

Atomes et classification périodique

Dans ce cours, Leïla explique comment retrouver et définir la configuration électronique d'un élément mystère à partir de la classification périodique. Elle commence par expliquer la notion de gaz nobles, qui sont des éléments stables avec une configuration électronique en P6. Elle présente ensuite schématiquement le tableau de la classification périodique, qui est constitué des blocs S, B, D et F. Elle explique que l'hélium est placé dans la colonne des gaz nobles en raison de sa similarité avec eux, bien qu'il devrait en réalité être placé dans la deuxième colonne, première période. Ensuite, Leïla indique que l'élément en question doit être placé dans la colonne 18 et la 7e période de la classification périodique. Elle donne ensuite deux approches pour déterminer la configuration électronique de cet élément : utiliser le tableau précédent ou appliquer la règle de Tchlékovski. Elle préfère utiliser le tableau et montre que la structure électronique sera celle du radon : 5F14, 6D10, 7S2 et 7P6. Elle conclut en soulignant l'utilité de connaître ce sujet pour les examens de chimie.

Salut à tous, c'est Leïla pour Studio. Aujourd'hui, on va travailler sur un élément mystère de la classification périodique. Ok, donc on nous parle d'un élément, on ne sait pas du tout lequel c'est, et notre but ça va être de le retrouver et de définir sa configuration électronique. Alors, on nous dit d'abord qu'il appartient à la famille des gaz nobles, ce qui est déjà un bon début, et on nous demande tout d'abord dans quelles colonnes on doit le placer. Alors, les gaz nobles, qu'est-ce que c'est ? C'est ceux qui ont leur sous-couche P remplie entièrement, ça veut dire que leur configuration électronique se termine en P6, ce qui fait d'eux des espèces particulièrement stables, c'est pour ça qu'on les appelle les gaz nobles, et d'ailleurs la plupart des ions qui sont formés cherchent à avoir cette configuration électronique des gaz nobles. On peut aussi les appeler gaz rares parfois, ces deux dénominations que vous trouverez. Alors maintenant, parlons de ce fameux tableau de la classification périodique, je voulais le représenter ici schématiquement. C'est schématique, mais je pense que ça permet de bien comprendre comment il est constitué. Donc, on a le bloc S, qui veut dire qu'on est en train de remplir les sous-couches S, donc un S, deux S, etc., donc il y a deux colonnes ici, parce que la sous-couche S peut contenir deux électrons au maximum. Ensuite, alors là on va passer d'abord tout à droite, on a ce qu'on appelle le bloc B, c'est six colonnes qui concernent les sous-couches P, qui sont en cours de remplissage, il y en a six parce que vous savez que les sous-couches P peuvent contenir jusqu'à six électrons. Et ensuite, on a l'apparition du bloc D, ce qu'on appelle les éléments de transition, et finalement à partir de la cinquième période, on a le bloc F, donc il y a dix colonnes ici parce qu'il peut contenir jusqu'à dix électrons, non pardon, bloc F, excusez-moi, il y en a quatorze, et bloc D il y en a dix, donc c'est pour ça que le bloc F on le met à part, sinon en fait rigoureusement le tableau serait extrêmement large, et c'est pour pouvoir l'imprimer facilement sur les manuels scolaires. Ok, donc cette petite aparté sur le tableau, retenez bien ça, je pense que c'est vraiment la manière la plus synthétique de retenir ce qui se passe pour les différentes configurations électroniques de chacun. Et vous voyez que H et HE ne sont pas bien placés par rapport à ce que je vous ai dit, c'est parce qu'en fait l'hélium il respecte la règle du duet, que vous avez certainement vu en terminale, et donc ses propriétés physiques sont vraiment proches des gaz rares, mais rigoureusement on devrait le placer deuxième colonne, première période, mais on préfère le mettre avec des éléments qui lui ressemblent. Donc voilà, on doit le placer évidemment dans la colonne 18, qui est la colonne des gaz nobles, notre élément. Et donc je vous ai entouré la colonne en rouge. Ensuite on nous dit qu'il appartient à la 7e période, donc je vous ai mis la petite étoile, c'est-à-dire que notre élément il est là, il est tout en bas de la classification périodique, et on nous demande de déduire sa configuration électronique dans l'état fondamental. Alors comme je vous l'ai dit, on sait que c'est un gaz rare, donc il se termine forcément en P6. Et donc on peut voir, soit vous utilisez ici le tableau que je vous ai déjà montré pour la règle de Tchlékovski, et vous les refaites de la 1S2 jusqu'à la 7P6, soit vous vous basez un peu sur ce tableau-là, et en général ce qu'on fait c'est qu'on prend la structure électronique du gaz rare qui est avant, et le gaz rare qui est avant dans la 6e période en fait c'est le radon. C'est un gaz rare radio-optique, mais c'est un gaz rare quand même, il est assez stable. Et donc on voit qu'en fait on va devoir remplir la 7S, on va devoir remplir la 5F, et on va devoir remplir la 6D. Donc soit vous le voyez sur le tableau comme ça, en faisant les petits calculs de savoir quelles sous-couches sont remplies à quel moment, soit vous vous basez sur la règle de Tchlékovski, mais ça revient exactement au même. Mais comme je vous ai montré le tableau, je préférais partir de là. Et donc sa structure électronique ça va être celle du radon, 5F14, 6D10, 7S2 et 7P6 pour finir. Et donc on remarque bien que c'est un gaz noble, il se finit en P6, bon ça la boucle est bouillée j'ai envie de dire, on le savait dès le début. Voilà pour cet exemple. J'espère que ça vous aura été utile, c'est assez formateur pour bien visualiser cette histoire de configuration électronique, et c'est des questions qu'on vous pose souvent dans les DS de chimie ou les sujets de concours, on ne vous dit pas vraiment quel est l'élément et c'est à vous de le deviner comme ça. N'hésitez pas si vous avez des questions en commentaire.

L'élément mystère

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