3.2.3 Décrire et expliquer la tendance à la périodicité du rayon

3.2.3 Décrire et expliquer la tendance à la périodicité du rayon atomique, du
rayon ionique, des énergies de première ionisation et de l’électronégativité
chez les éléments de la troisième période. (3)
Rayon atomique (fig.1) : Distance entre l’électron le plus loin
et le noyau. Comme on ne peut pas dire précisément où cet
électron est (c’est une probabilité), le rayon atomique est
habituellement défini par la moitié de la distance entre les
noyaux de deux atomes semblables.
Quand on descend dans un groupe, le rayon augmente car les
électrons de valences sont dans un niveau d’énergie supérieur,
donc + loin du noyau.
Quand on avance dans une période, le rayon diminue car les
électrons sont ajoutés sur un même niveau d’énergie (niveau
1, 2, 3, 4…), mais la quantité de neutrons et protons
augmente. Le dernier niveau d’énergie est donc plus attiré par
le noyau.
Figure 1. Rayon atomique
Rayon ionique (fig. 2) : Rayon d’un ion cation ou
anion. Dans les 2 cas, le rayon ionique augmente
quand on descend dans le groupe et quand on
avance dans la période. Cela est pour les mêmes
raisons que le rayon atomique : quand le niveau
d’énergie augmente, les électrons de valence sont
plus loin du noyau donc le rayon augmente; dans la
période, on reste sur le même niveau d’énergie
mais la quantité de neutrons et de protons
augmente, donc le dernier niveau d’énergie est
plus attiré par le noyau.
Figure 2. Rayon ionique
Cation : contient moins d’électrons que de protons
alors le dernier électron de valence est plus attiré
au noyau et le rayon ionique est plus petit que le
rayon atomique. Il est aussi plus petit car il a un
électron de moins. Dans la période, tous les ions
ont la même quantité d’électrons, mais de plus en
plus de neutrons et protons, donc le rayon ionique
diminue.
Anion : contient plus d’électrons que de neutrons et protons, est donc plus grand que l’atome parent. Dans la période,
le rayon ionique diminue car tous les ions ont la même quantité d’électrons, mais de plus en plus de neutrons et
protons, donc le rayon ionique diminue.
Énergie de première ionisation (fig. 3): Augmente quand
on avance dans une période à mesure que le niveau d’énergie
se remplit et que l’atome approche de la stabilité électronique
(voir annexe 3.2.1 et notes de cours 3.2.1).
Figure 3. Énergie de première ionisation
Électronégativité (fig. 4) : Augmente quand on
avance dans la 3e période (pour détails voir unité
4.2).
Figure 4. Électronégativité
RÉSUMÉ
Dans la 3e période, lorsqu’on avance vers la gauche :
Périodicité de
Rayon atomique
Rayon ionique
Énergie de première ionisation
Électronégativité
A (augmente), D (diminue)
D
D
A
A
Sources :
Figure 1 : http://www.math.jussieu.fr/~jarraud/campusciences/documents/FSM_c01_strucmat/rpm/c01_c_32ppte_phyki/
Figure 2 : http://bookbuilder.cast.org/view_print.php?book=37167
Figure 3 : http://www.chem1.com/acad/webtext/atoms/atpt-6.html
Figure 4 : http://www.math.jussieu.fr/~jarraud/campusciences/documents/FSM_c01_strucmat/rpm/c01_c_32ppte_phyki/