Le 09 juin 2020

Bonjour à vous toutes,

J’espère que vous allez bien ainsi que vos proches. Voici venir la fin de cette drôle d’année scolaire. Nous savons maintenant que nous n’aurons plus cours ensemble. J’ai vraiment apprécié le groupe et j’espère ne pas vous avoir fait trop souffrir. Nous avons vu toute la matière de Physique (le plus difficile !) ainsi qu’une grande partie de la chimie. Vous avez toutes réussi ce cours d’option sciences, je suis fière de vous. J’aurais aimé évidemment que nous puissions finir les matières ensemble mais les circonstances en ont décidé autrement.

Le cours de chimie se poursuit en quatrième sur base de ce qui a été travaillé cette

année. Je vous invite, surtout celles qui ont moins travaillé ce cours ces dernières semaines, à revoir ces notions un peu avant la rentrée de septembre. Ceci facilitera votre début d’année en option sciences.

Je souhaiterais que vous répondiez au dernier quiz de chimie en cliquant sur le lien

https://b.socrative.com/login/student et en indiquant dans le room name « MPPIRARD ». Merci d’indiquer dans l’ordre : votre prénom et votre nom, ce sont des exercices sur la valence. Ceci me permet de savoir si chacune reçoit bien les informations et si vous ne rencontrez pas trop de difficultés. N’hésitez pas à me poser des questions par mail. Si certaines d’entre vous désirent des exercices complémentaires, contactez-moi.

Je ne donnerai donc plus aucune nouvelle matière car aller plus loin sans pouvoir vérifier

votre compréhension n’a pas beaucoup de sens. J’espère comme nous tous, que l’amélioration actuelle va enfin nous permettre de voir la

fin de cette pandémie. J’ose donc vous souhaiter de vraies bonnes vacances !

M.P.Pirard

La valence.

1) Introduction. L’électrolyse nous a permis de déterminer la composition d’une molécule d’eau. Mais, pourquoi la formule de l’eau est-elle H2O et pas H4O2 ?

De même, pourquoi les atomes H et le groupement SO4 forment-ils la molécule H2SO4 et pas H3SO4 ? Les associations des atomes pour former des molécules qu’elles soient simples ou

composées ne sont donc pas dues au hasard. Existe-t-il une loi qui dicte le nombre et la nature des atomes qui se lient entre eux ? Utilisons ce que nous savons déjà pour le savoir !

- Nous savons que les possibilités de liaison d’un atome dépendent d’électrons situés sur la couche de Bohr la plus éloignée du noyau.

- Nous savons également que l'électronégativité des atomes caractérise leur capacité à attirer les électrons d’un autre atome lors de la formation d’une molécule.

2. Recherche de la valence

Observation de quelques formules de molécules courantes:

Quelles sont les caractéristiques communes entre toutes ces formules chimiques?

Elles possèdent toutes de l’hydrogène Quelles sont les différences?

Le nombre d’atomes d’hydrogène est différent

Conclusion

Un élément atomique a une capacité qui lui est propre à se lier à un nombre précis d’atomes H.

Définition début La valence d'un atome (ou groupement) est la capacité qu’a cet atome à se lier avec un atome d'hydrogène. Autrement, dit, c'est le nombre maximum d'atomes d'hydrogène avec lequel un autre atome peut se lier.

La valence s’écrit en chiffre romain : N : valence III F : valence I O : valence II Nous voyons ici que la valence peut être représentée par « des bras » que possèderait un

atome (ou groupement d’atomes) lui permettant de se lier avec d’autres atomes ou groupements d’atomes.

Les valences dans la famille a

La valence et le tableau périodique

Certaines valences sont liées aux familles « a » du TP et donc au nombre d’e- composant la couche périphérique.

Observation : La valence est croissante de Ia à IVa puis décroit jusqu’à 0 pour la famille VIIIa

Conclusion : Les éléments de la famille Ia ont la valence I, famille IIa : valence II, famille IIIa : valence III, famille IVa : valence IV mais famille Va : valence III, famille VIa : valence II, famille VIIa :

valence I et famille VIIIa : valence 0. La valence correspond généralement au nombre d’électrons « célibataires ou seuls » sur la couche périphérique ou si vous préférez au nombre d’électrons que vont avoir tendance à perdre ou gagner un atome pour devenir stable (rappel de la formation des ions).

Remarques : Certains atomes ont plusieurs valences.

La valence des groupements : les groupements d’atomes possèdent aussi une valence !

Voici les valences des principaux groupements VALENCE I VALENCE II VALENCE III

hydroxyde (OH) carbonate (CO3) phosphate (PO4) nitrate (NO3) sulfate (SO4) phosphite (PO3) nitrite (NO2) sulfite (SO3)

Remarque : la valence des familles b, n’est pas abordée en troisièmes.

3.Créons un modèle des molécules

Pour former une molécule, nous devons donc lier des atomes entre eux en tenant compte de leur valence.

Par exemple: la molécule la molécule d’eau : H2O

LA VALENCE est le nombre de liens que possède un atome lui permettant de s’associer avec un ou plusieurs autres atomes ou groupements d'atomes pour former une molécule.

Ia IIa IIIa IVa Va VIa VIIa VIIIa

Autre exemple : Si des atomes d’azote (N) sont mis en présence d’atomes d’hydrogène (H), quelle association stable sont-ils susceptibles de former : N2H, NH, NH3, N2H5 ? Pour répondre à cette question, il faut tenir compte du nombre de « bras » de valence sur chaque atome.

La molécule formée est stable si tous les bras de valence des atomes sont liés. Par exemple :

donc la formule de la molécule est NH3

N’oublie cependant pas que ce modèle correspond à une « mise en commun » d’électrons, pour satisfaire l’offre et la demande des atomes en présence.

Élément chimique azote hydrogène

Symbole d’atome N H

Famille de l’atome Va Ia

Valence de l’atome III I

Modèle avec les bras de valence

N H

Exercices : Recherche dans le Tableau Périodique les informations qui te permettront de trouver la molécule

formée par :

Mg et Cl Modèle de la molécule : Formule de la molécule :

Ca et O

Al et O

C et H

Élément chimique

Symbole d’atome

Famille de l’atome

Valence de l’atome

Correction des exercices :

1) Mg et Cl Modèle de la molécule : Formule : MgCl2

2) Ca et O Formule CaO

3) Al et O 4) C et H

Élément chimique Magnésium Chlore

Symbole d’atome Mg Cl

Famille de l’atome IIa VIIa

Valence de l’atome II I

Deuxième méthode = Méthode du Chiasme ! On peut se simplifier la vie et gagner du temps quand on a compris comment trouver la formule moléculaire grâce à la valence. En effet, au lieu de dessiner tous les bras de valence on peut utiliser cette méthode !

Méthode du chiasme

Symboles atomiques

N

O

Valence (chiffre romain !)

III

II

Croiser les valeurs On obtient l’indice donc le nombre d’atomes ou groupements

2

3

Placer alors ces valeurs en indice et former la formule moléculaire

N2O3

Attention : si les indices sont divisibles par un même chiffre, une simplification doit être réalisée. Exemple :

C

O

IV II

2

4

C2O4

devient

CO2 !

Exercices À l’aide du tableau périodique, établis la formule chimique des molécules formées des atomes et/ou des groupements suivants en utilisant la méthode du chiasme : K et OH H et S Fe(III) et OH Al et O Na et SO4

Correction :

K et OH = KOH

I I

1 1

Al et O = Al2O3

III II

2 3

H et S = H2S

I II

2 1

Fe(III) et OH = Fe(OH)3

III I

1 3

Na et SO4 = Na2SO4 I II

2 1

Si vous désirez obtenir d’autres exercices, contactez- moi ! Je vous félicite si vous êtes arrivées jusqu’ici ! Bravo !