Fiche de révision : Entités chimiques stables

📋 Plan du Cours

1. Stabilité des gaz nobles
2. Formation des ions monoatomiques
3. Composés ioniques et nomenclature
4. Molécules et liaisons de valence
5. Schémas de Lewis et stabilité

📖 1. Stabilité des gaz nobles

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz nobles : Éléments de la 18ᵉ colonne dont la couche de valence saturée explique la grande stabilité et la très faible réactivité.

★ À maîtriser

• La couche externe de l’hélium contient 2 électrons, tandis que celles du néon et de l’argon en contiennent 8.

Compléments

• Les gaz nobles forment rarement des ions ou des molécules.

• Les configurations électroniques données sont He : 1s², Ne : 1s² 2s² 2p⁶ et Ar : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.

📖 2. Formation des ions monoatomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion monoatomique : Atome qui gagne ou perd des électrons pour saturer sa couche de valence et adopter la configuration électronique du gaz noble voisin.

★ À maîtriser

📌 Un cation est chargé positivement parce qu’il a perdu des électrons, tandis qu’un anion est chargé négativement parce qu’il en a gagné.

• Les éléments des colonnes 1, 2 et 13 forment respectivement les ions X⁺, X²⁺ et X³⁺, tandis que ceux des colonnes 15, 16 et 17 forment respectivement X³⁻, X²⁻ et X⁻.

Compléments

• Le sodium de numéro atomique Z = 11 perd un électron pour former Na⁺, de configuration 1s² 2s² 2p⁶, identique à celle du néon.

• Dans le tableau présenté, les éléments des colonnes 3 à 12, 14 et 18 ne forment pas d’ions monoatomiques selon la règle indiquée.

• Les ions monoatomiques stables indiqués sont :

  • Mg²⁺
  • Li⁺
  • P³⁻
  • F⁻
  • S²⁻
  • O²⁻
  • Cl⁻
  • Al³⁺

💡 Astuce mémo

Cation : perte d’électrons ; anion : gain d’électrons.

📖 3. Composés ioniques et nomenclature

🔑 Notions clés & Définitions

• Composé ionique : Empilement régulier de cations et d’anions globalement neutre électriquement.

★ À maîtriser

📌 Dans la formule chimique d’un composé ionique, le symbole du cation s’écrit avant celui de l’anion.

📌 Le nom d’un composé ionique commence par celui de l’anion et se termine par celui du cation.

Compléments

• Les cations nommés sont :

  • H⁺, ion hydrogène
  • Na⁺, ion sodium
  • K⁺, ion potassium
  • Ca²⁺, ion calcium
  • Mg²⁺, ion magnésium

• Les anions nommés sont F⁻, ion fluorure, et Cl⁻, ion chlorure.

• Les formules et noms donnés sont :

  • HF, fluorure d’hydrogène
  • NaF, fluorure de sodium
  • MgF₂, fluorure de magnésium
  • HCl, chlorure d’hydrogène
  • NaCl, chlorure de sodium
  • MgCl₂, chlorure de magnésium

📖 4. Molécules et liaisons de valence

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule : Entité stable et neutre formée d’au moins deux atomes liés par la mise en commun d’électrons de valence.
• Liaison de valence : Partage d’électrons qui permet aux atomes de compléter leur couche externe avec 2 ou 8 électrons.
• Énergie de liaison : Énergie nécessaire pour rompre une liaison.

★ À maîtriser

• En partageant des électrons de valence, des atomes s’associent en molécules et peuvent compléter leur couche externe pour atteindre une configuration stable.

• Deux atomes peuvent partager une, deux ou trois paires d’électrons pour former une liaison simple, double ou triple.

Compléments

• Dans le modèle de Lewis, un trait représente une paire d’électrons partagés ; les liaisons simple, double et triple correspondent donc à 2, 4 et 6 électrons partagés.

• Les énergies indiquées pour C–C, C=C et C≡C sont respectivement 6,0, 10 et 14 × 10⁻¹⁹ J.

📖 5. Schémas de Lewis et stabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Schéma de Lewis : Représentation des électrons de valence d’une molécule regroupés par paires appelées doublets.

★ À maîtriser

📌 Un doublet liant est partagé entre deux atomes, tandis qu’un doublet non liant appartient à un seul atome.

📌 Une molécule est stable lorsque les couches de valence de ses atomes sont saturées, généralement avec 2 électrons pour l’hydrogène et 8 pour les autres atomes représentés.

Compléments

• Dans H₂O représentée par H–O–H, chaque hydrogène possède un doublet liant et l’oxygène possède deux doublets liants et deux doublets non liants.

• Dans le schéma de Lewis de CO₂, le carbone possède 4 doublets liants et aucun doublet non liant, tandis que chaque oxygène possède 2 doublets liants et 2 doublets non liants.

• Dans HCN représentée par H–C≡N, les nombres de doublets liants sont respectivement 1, 4 et 3 pour H, C et N, et les nombres de doublets non liants sont 0, 0 et 1.