TP noté :Qu'est-ce qu'une famille d'éléments chimiques ?

I. Étude structurale des halogènesLa famille des halogènes est l'avant dernière colonne de la classification périodique.

1. Citer les quatre premiers éléments de cette famille.2. Les numéros atomiques du fluor et du chlore sont respectivement Z=9 et Z=17 : établir la structure

électronique des atomes de fluor et de chlore (recopier le tableau et remplir).3. A quels ions les atomes de fluor et de chlore peuvent-ils donner naissance ? Justifier la réponse.4. Déterminer le nombre de liaisons covalentes que peuvent engager ces atomes dans une molécule. En

déduire les schémas de Lewis de la molécule de difluor et celle de dichlore.

Élément Répartition électronique Ion stable engendré

Schéma de Lewis des molécules de dihalogènes

Fluor Difluor :

Chlore Dichlore :

BromeK 2L8M 18N 7 Dibrome :

IodeK 2L8M 18N 18O7 Diiode :

Conclusion : Qu'est-ce qu'une famille d'éléments chimiques ?

II. Étude de quelques propriétés physico-chimiquesA) Solubilité des halogènes

Préparer trois tubes à essais contenant environ 2mL de solution aqueuse : de dichlore dans le premier (attention aux vapeurs toxiques de Cl2), de dibrome dans le second et de diiode dans le troisième. Introduire alors, dans chaque tube, environ 1mL de cyclohexane. Le cyclohexane se trouve sous la hotte. Mettre un bouchon, agiter en maintenant le bouchon. Replacer les tubes à essais dans le porte-tubes sans enlever le bouchon.

Données : Le cyclohexane est un liquide organique non miscible à l'eau et de densité d =0,78 .

1. Faire des schémas avec vos observations.2. Dans chaque tube, où sont situées la phase aqueuse et la phase organique ?3. Quel phénomène vient-on de mettre en évidence ?4. Comment s'appelle cette technique d'extraction ?

Vous pouvez laver tous les béchers et tubes à essais utilisés

B) Réactivité des ions halogénures avec les ions argent Ag+

Préparer trois tubes à essais contenant respectivement environ 2mL de solution aqueuse : de chlorure de potassium (K+;Cl-), de bromure de potassium (K+;Br-) et d'iodure de potassium (K+;I-).Ajouter dans chaque tube quelques gouttes de solution aqueuses de nitrate d'argent (Ag+;NO3

-).1. Qu'observe-t-on dans chaque tube ?2. Sachant que l'ion nitrate est un ion spectateur, quels sont les solides ioniques formés (électriquement

neutre) ? En déduire le nom du précipité formé dans chaque tube.3. Comparer la réactivité des ions chlorure, bromure et iodure avec les ions argent.4. Exposer ces trois précipités à la lumière vive. La réaction attendue est très lente. Que se passe-t-il ?

Citer une application pratique de ce phénomène.

Br Br

I I

Br-

I-

III.La famille des alcalins et des alcalino-terreuxLa famille des alcalins correspond aux éléments de la première colonne de la classification périodique

(hormis l'hydrogène). Les premiers éléments sont le lithium, le sodium et le potassium.La famille des alcalino-terreux correspond aux éléments de la deuxième colonne. Les éléments les plus

connus sont le bérylium, le magnésium, le calcium et le baryum.

A) Réaction des solides dans l'eauPréparer deux tubes à essais contenant 2mL d'eau distillée. Placer 1cm de ruban de magnésium décapé

dans le premier tube et 2 ou 3 grains de calcium dans le second. Observer pendant deux minutes puis ajouter de la phénolphtaléine (la phénolphtaléine est une solution incolore qui vire au rose violacé en milieu basique).

1. Faire des schémas avec vos observations.2. Quelle conclusion peut-on en tirer sur la réactivité des éléments d'une même famille?

Appeler le professeur pour faire la prochaine expérience sur sa paillasse : on refait l'expérience précédente avec un solide de sodium qui appartient à la famille des alcalins.

3. Faire un schéma avec les observations.4. Peut-on séparer, avec cette expérience, les éléments appartenant à la famille des alcalins de ceux

appartenant à la famille des alcalino-terreux ?

B) Séparation des deux familles1. Nommer les quatre solutions suivantes : (Na+;Cl-), (Ca2+;Cl-), (Ba2+;Cl-) et (K+;Cl-).

Préparer quatre tubes à essais contenant chacun une des solutions citées précédemment. Verser dans chaque tube quelques gouttes de carbonate d'ammonium (NH4

+;CO32-).

2. Faire des schémas avec vos observations.Pour les tubes où un précipité apparaît, indiquer son nom sachant que l'ion Cl- est à chaque fois spectateur.

3. Peut-on séparer, avec cette expérience, les éléments appartenant à la famille des alcalins de ceux appartenant à la famille des alcalino-terreux ?