Le noyau de l'atome et le cortège électronique

Pour tous les exercices de ce chapitre, tu peux t'aider du tableau périodique restreint suivant (Z ≤ 18) :

Identifier les éléments chimiques dont les configurations électroniques sont données ci-dessous, et indiquer pour chacun le nombre d'électrons de valence.

1. $1s^{2}\,2s^{2}$
2. $1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{4}$
3. $1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{1}$

À l'aide du tableau périodique, réponds dans l'ordre :

1. Combien de couches électroniques possède l'atome de chlore (Cl) ?

2. Combien d'électrons de valence a-t-il ?

3. Écrire sa configuration électronique.

4. Mêmes questions pour le magnésium (Mg).

Les gaz nobles réagissent peu avec les autres éléments chimiques. Ils sont notamment utilisés dans les lampes à décharge.

1. Écrire les configurations électroniques des atomes d'hélium, de néon et d'argon.

2. Combien d'électrons ont-ils sur leur couche externe (= électrons de valence) ?

3. Identifier la propriété commune à ces trois atomes.

L'ion $X^{2-}$ a pour configuration électronique $1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}$.

1. Combien d'électrons possède-t-il ?

2. Cet ion a-t-il perdu ou gagné des électrons ? Cation ou anion ?

3. Combien d'électrons possède l'atome correspondant ?

4. En déduire le nom et le symbole de cet ion à l'aide de la classification périodique.

Compléter le tableau suivant en t'aidant du tableau périodique. Pour chaque ligne, certaines informations sont données, il faut retrouver les autres et identifier l'élément.

Soient trois éléments du tableau périodique : Li (Z = 3), Mg (Z = 12) et F (Z = 9).

1. Pour chacun, donne sa configuration électronique et son nombre d'électrons de valence.
2. Identifier la famille à laquelle il appartient (alcalin, alcalino-terreux, halogène…).
3. Quel ion stable chacun va-t-il former pour atteindre la configuration d'un gaz noble ? Donner la formule de cet ion et justifie.
4. Comparer la réactivité prévisible de ces trois éléments. Lequel est le plus réactif des trois ? Justifier.

Les feux d'artifice utilisent différents éléments chimiques pour produire des couleurs spectaculaires. Lorsqu'un feu d'artifice explose, l'énergie fournie excite les électrons des atomes ; en redescendant à leur niveau initial, ces électrons émettent une lumière colorée caractéristique de chaque élément. Le sodium donne du jaune, le cuivre du bleu, le strontium du rouge, le baryum du vert…

1. Compléter le tableau ci-dessous en donnant la configuration électronique de chaque élément à l'état fondamental :

2. Pour chaque élément du tableau ci-dessous, indiquer l'ion qu'il forme, son type (cation ou anion) et sa charge :

3. Lors d'un spectacle, on dispose des associations suivantes :

• Rouge : strontium (le sodium, lui, donnerait un jaune éclatant) ;
• Vert : baryum (le magnésium ne donnerait qu'un vert très pâle) ;
• Bleu : cuivre (le soufre donnerait un bleu plus léger).

a. Quel élément choisir si on veut du jaune ?

b. Justifier que chaque élément du feu d'artifice produit une couleur qui lui est propre.