Chimie minérale systématique I Non-métaux et métalloïdes

Les objectifs de Savoir-faire : • Produire et analyser différentes représentations graphiques de l’abondance des éléments chimiques

Classification périodique des éléments chimiques

Elle contient les éléments de la huitième e colonne ; Exemples : He, Ne, Ar, Kr, Ce sont les éléments chimiques les plus stables, ils sont inertes chimiquement Ils sont donc gazeux et très peu présents dans l’atmosphère terrestre mis à part l’hélium, deuxième élément le plus abondant dans l’univers après l’hydrogène

Les éléments chimiques dans l’univers et leur origine Comment

Les éléments chimiques sont classés par Z croissants dans un tableau établi par Mendeleïev à la fin du XIX ème siècle, appelé classification périodique des éléments On appelle isotopes, des édifices dont les noyaux ont même Z mais qui diffèrent par leurs valeurs de

TP 6 : LA CLASSIFICATION PERIODIQUE

ordonner les éléments chimiques 8 Un autre trait de génie de Mendeleïev a été d’inverser l’ordre de certains éléments, au vu de leurs propriétés chimiques Citer deux de ces éléments 9 La notion de numéro atomique permet d’ordonner les éléments chimiques Rappeler ce qu’on appelle numéro atomique

Chimie minérale systématique I Non-métaux et métalloïdes

Les éléments chimiques : Le tableau périodique Eléments chimiques connus : 118 Eléments chimiques naturels : 91 Eléments chimiques artificiels : 27 Métalloïdes : B, Si, As, At Semi-métaux : Ge, Sb, Te, Po Métaux Non-métaux En général, les métaux apparaîssent dans la nature sous forme cationique, les non-métaux sous forme

Éléments chimiques - Numéros atomiques - Masses molaires

Éléments chimiques - Numéros atomiques - Masses molaires atomiques ( (g mol−1) ) Nom Symbole Z Masse molaire Nom Symbole Z Masse molaire aluminium Al 13 26,98 lithium Li 3 6,94 antimoine Sb 51 121,75 magnésium Mg 12 24,31 argent Ag 47 107,87 manganèse Mn 25, 54,94 argon Ar 18 39,95 mercure Hg 80 200,59

Thème 1 / Activité 1 Les éléments chimiques dans l’Univers

94 éléments dans l'Univers Les abondances des éléments hydrogène et hélium ont peu évolué durant les milliards d'années qui ont suiui le Big Bang car les étoiles ont fabriqué de l'hélium et des élé- ments chimiques plus lourds en faibles pro- portions L'hydrogène et l'hélium représentent à eux

AbondAnces relAtives des éléments chimiques

Eléments chimiques, représentation graphique, nucléosynthèse, fusion, fission Références au programme Thème 1 – Une longue histoire de la matière 1 1 – Un niveau d’organisation : les éléments chimiques Savoirs Les noyaux des atomes de la centaine d’éléments chimiques stables résultent de réactions

CHAPITRE 2 LES COMPOSÉS CHIMIQUES ET LES LIAISONS

Il existe environ 92 éléments naturel et des millions et millions de composés différents dans la nature On continue d’en trouver aujourd’hui On trouve très peu d’éléments à l’état pur Du tableau périodique, on a vu que les éléments sont organisés en trois parties : Les métaux Les métalloïdes Les non-métaux

3° Chap OTM 1 : les éléments chimiques dans l’univers

sont formés les éléments chimiques plus lourds (oxygène, carbone, fer, silicium ) au sein des étoiles - Les éléments chimiques sont partout les mêmes dans l’Univers Lire et comprendre (D1 3) - Exploiter des documents scientifiques sur l’origine de la matière et les ordres de grandeurs dans l’univers Calculer (D1 3)

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Chimie minérale systématique I

Non-métaux et métalloïdes

1 Les éléments chimiques

1.1 Le tableau périodique

1.2 Répartition naturelle des éléments

1.3 L'origine des éléments

2 L'hydrogène

2.1 Généralités

2.2 Propriétés et composés

2.3 Production et utilisation

2.4 Les eaux naturelles

3 Les gaz nobles

3.1 Généralités

3.2 Utilisation des corps simples

3.3 Composés de gaz nobles

4 Les halogènes

4.1 Généralités

4.2 Corps simples et hydrures

4.3 Les oxacides5 Les chalcogènes

5.1 Généralités

5.2 Corps simples et hydrures

5.3 Oxydes et oxacides du soufre

6 Les pnictogènes

6.1 Généralités

6.2 Corps simples et hydrures

6.3 Oxydes et oxacides

7 Les cristallogènes

7.1 Généralités

7.2 Corps simples, hydrures et halogénures

7.3 Oxydes et oxacides

8Le bore

8.1 Généralités

8.2 Halogénures, oxyde et oxacides

1 Les éléments chimiques : Le tableau périodique

Eléments chimiques connus : 118

Eléments chimiques naturels : 91

Eléments chimiques artificiels : 27Métalloïdes : B, Si, As, At

Semi-métaux : Ge, Sb, Te, PoMétaux Non-métaux En général, les métaux apparaîssent dans la nature sous

forme cationique, les non-métaux sous forme anionique. 2 Les éléments chimiques : répartition naturelle

Abondance terrestre :

O 49.9 %, Si 25.8 %

Al 7.6 %, Fe 4.7 %, Ca 3.4 %

Na 2.6 %, K 2.4 %, Mg 1.9 %

H 0.9 %, Ti 0.4 %, N 0.3 %

Cl 0.2 %, C 0.09 %

Segment d'une coupe

du globe400 km 16 km

2900 km

3500 kmAtmospère

Lithosphère, hydrosphère, biosphère

Manteau de la Terre

Noyau de la TerreRégion terrestre

L'origine des éléments chimiques

Modèle du " Big Bang »

Suite à une période dense et chaude de l'univers, la matière cosmique primitive (plasma de neutrons, protons et électrons) subit une expansion et se refroidit. Les éléments chimiques naissent par nucléosynthèse.

Fusion nuléaire à partir de l'élément hyrogène (proton) se déroulant dans les astres :

4 H 11

He + 2 e

4 20 1 (*) Cette particule est un positron : e

T = 5778 K

(surface solaire) He + 42
Be 8 4 (manteau solaire) He + 4 2 He 4 2 Be 8 4 C 12 6

également :O, Ne, Mg, Si, S

atomes plus lourds, maximum de stabilité :Fe et Ni (noyau solaire)(*) (T= 15 millions de degrés au coeur) 4

L'hydrogène : généralités

L'hydrogène est l'élément numéro 1 du tableau périodique. C'est l'élément le plus léger et le plus fréquent de l'univers (90 % de la matière cosmique).

Corps simple

Molécule diatomique : H

P.E. -253°C, P.F. -259°C

M = 2.0154 g/mol

ȡ= 0.08987 g/l (0°C, 1bar)

IsotopesHydrogène:

1 H(1 p , 1 e ), deutérium: 2 H(1 p , 1 n, 1 e ), tritium: 3 H(1 p , 2 n, 1 e Répartition dans l'hydrogène naturel 1 : 10 -4 : 10 -15 HH

Longueur de liaison: 74 pm

Energie de liaison: 436 kJ/mol

Elément

chimiqueConfiguration

électroniqueAbondance

terrestreOccurrence naturelle Découverte H1s 1

0.9 % H

2 O et organiquesR. Boyle, 1671

H. Cavendish, 1776

A. Lavoisier, 1783

(1 pm = 10 -12 m, 1 Å = 100 pm) 5

L'hydrogène : propriétés et composés

L'hydrogène moléculaire peut être décomposé thermiquement en hydrogène atomique. Il

peut réagir comme réducteur (avec les non-métaux) ou comme oxydant (avec les métaux). H 2(g) 2 H (g) H 2 + ½ O 2 H 2 O H 2 + 2 Li 2 LiH

Etat d'oxydation: H (+1)

Etat d'oxydation: H (-1)

Composés moléculaires

Hydrures ioniques

Exemples: CH

4 , NH 3 , H 2 O, HF

Exemples: LiH, NaH, CaH

2 H C H H H N H H H O H H HF réseau cristallin formé de Li et H (type NaCl) 6

L'hydrogène : production et utilisation

L'hydrogène moléculaire est synthétisé soit àpartir de l'eau soit à partir du pétrole. La pro-

duction mondiale annuelle est estimée à 300 millions de tonnes. Il est utilisé principalement

pour la synthèse de l'ammoniac et du méthanol. CH 4 + H 2 O3 H 2 + CO

Craquage du gaz naturel

300 °C

2 C n H 2n+2 + O 2

2(n+1) H

2 + 2n CO

200 °C

Oxydation partielle du pétrole

2 H 2 O2H 2 + O 2

électrolyse

2 NaCl + 2 H

2 OH 2 + Cl 2 + 2 NaOH