Électrons de valence et familles chimiques
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- Quiz et exercices
- Vidéos et podcasts
- Déterminer le nombre d’électrons de valence connaissant la configuration électronique de l’atome ou sa position dans le tableau périodique.
- Associer la notion de famille chimique à l’existence de propriétés communes et identifier la famille des gaz nobles.
- Le nombre d’électrons de valence est le nombre d’électrons de la dernière couche : ce nombre correspond au numéro de la colonne du tableau périodique simplifié.
- Les éléments d’une même colonne ont le même nombre d’électrons externes ce qui leur confère des propriétés similaires : on dit qu’ils appartiennent à la même famille chimique.
- La configuration électronique d’un atome
- Le tableau périodique des éléments
Ce sont ces électrons qui vont participer aux liaisons entres atomes dans les molécules, ou à la formation d’ions.
Dans la configuration électronique d’un atome dans son état fondamental, le nombre d’électrons de valence se trouve en exposant dans les sous-couches de la dernière couche.
Exemple de détermination du nombre d’électrons de valence
Dans le tableau périodique, si on ne tient pas compte des éléments de transition (colonnes 3 à 12), le nombre d’électrons de valence d’un atome est le numéro de la colonne dans laquelle il se trouve.
Nombre d’électrons de valence et numéro de colonne du tableau périodique
Le chlore est dans la colonne 7. L’atome de chlore possède 7 électrons de valence.
Dans le tableau périodique simplifié, on retrouve les principales familles.
Les familles chimiques dans le tableau périodique simplifié
- Colonne 1 : Hormis l’hydrogène, c’est la famille des alcalins.
- Colonne 7 : Famille des halogènes.
- Colonne 8 : Famille des gaz nobles.
Les éléments d’une même famille chimique (dans la même colonne) ont des propriétés chimiques similaires. Ils sont notamment susceptibles de former des ions de même charge électrique.
Le magnésium (Mg) et le calcium (Ca) sont de la même famille. Ils peuvent tous les deux former un ion de charge (2+) : les ions Ca2+ et Mg2+.
La famille des alcalins est la famille des éléments chimiques qui se trouvent dans la première colonne : lithium Li, sodium Na, potassium K, etc. (l’hydrogène ne fait pas partie de cette famille).
Le tableau suivant indique la configuration électronique de trois alcalins. Ces configurations électroniques montrent qu’ils sont tous les trois dans la première colonne.
| Numéro atomique Z | Élément | Configuration électronique |
| 3 | Li | 1s2 2s1 |
| 11 | Na | 1s2 2s2 2p6 3s1 |
|
19
|
K
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
|
|
Propriété |
La famille des halogènes est la famille des éléments chimiques qui se trouvent dans l’avant-dernière colonne : fluor F, chlore Cl, brome Br, iode I, etc.
Le tableau suivant indique la configuration électronique de deux halogènes. Ces configurations électroniques montrent qu’ils sont tous les deux dans la 7e colonne (2 + 5).
| Numéro atomique Z | Élément | Configuration électronique |
| 9 | F | 1s22s2 2p5 |
| 17 | Cl | 1s2 2s2 2p63s2 3p5 |
|
Propriétés
|
La famille des gaz nobles est la famille des éléments chimiques qui se trouvent dans la dernière colonne : hélium He, néon Ne, argon Ar, etc.
Le tableau suivant donne la configuration électronique de trois gaz nobles. Ces configurations électroniques montrent que leur dernière couche est pleine avec 2 électrons pour l’hélium et 8 électrons pour le néon et l’argon (2 + 6).
| Numéro atomique Z | Élément | Configuration électronique |
| 2 | He | 1s2 |
| 10 | Ne | 1s22s2 2p6 |
| 18 | Ar | 1s2 2s2 2p63s2 3p6 |
|
Propriétés
Les atomes de ces éléments
possèdent tous des couches de valence
saturées et ils sont par
conséquent très stables.
Leur stabilité fait qu’ils ne forment pas d’ions stables ni de molécule, et qu’ils ne participent à aucune réaction chimique. Ils existent sous forme de gaz monoatomique. |
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