Thierry Briere : www.chimie-briere.com

Session de Septembre 2004

Première Année D.E.U.G : SM - SV - ST - STPI - Chimie 21

Initiation à la Chimie Théorique - Atomistique

ELEMENTS DE LA COLONNE 17

  1. Les atomes :

1) Complétez le tableau :

 Nom

 Symbole

Z

Configuration électronique

[gaz rare] + couches externes

Fluor

      

 Chlore

      

 Brome

      

 Iode

      

 Astate

 At

    
  1.  
  2. Si on découvre un jour un nouvel élément de la colonne 17, quel seront son numéro atomique et sa configuration électronique ?
  3.  
  4. Le brome possède seulement deux isotopes stables. L'isotope le plus abondant est 79Br dont l'abondance naturelle est de 50,5%. La masse molaire du Brome naturel est de 79,91 g.mol-1. Quel est l'autre isotope stable du brome ?
  5.  
  6. Il existe aussi un isotope radioactif 80Br qui est émetteur b+ et /ou émetteur b- selon deux réactions différentes. Justifier la "double radioactivité" de cet isotope et compléter les deux réactions nucléaires.
  7.  Réaction 1 : 80Br è 80Kr Réaction 2 : 80Br è 80Se
  8. L'Astate (du grec astatos = instable) est comme son nom l'indique un élément artificiel radioactif. L'Astate à été obtenu pour la première fois par Segre en 1940.

Pour l'obtenir, il a bombardé un noyau de Bismuth (209Bi) par une particule alpha. On obtient un noyau d'Astate (yAt) et 2 neutrons qui sont éjectés.

Processus qu'on peut écrire :

 

 On demande de déterminer les valeurs de a,b,u,v,w,y et z

 B) Composés hydrogénés :

Le tableau suivant rassemble quelques données sur les composés hydrogénés des éléments de la colonne 17 : HF, HCl, HBr et HI.

 

HF

HCl

HBr

HI
Température d'ébullition (K) :

292,7

189

206,1

238, 1
Moment dipolaire (D)

1,74

1,07

0,79

0,38
Energie de liaison (kJ.mol-1)

574

428

362

295
Masse molaire (g.mol-1)

20,0

36,5

80,9

127,9

Un de ces composés présente un point d'ébullition "anormal". Lequel ?

Comment peut-on justifier cette anomalie ? Quel devrait être approximativement son point d'ébullition "normal" ?

Suggestion : Pour répondre, on pourra tracer un graphique. On précisera les grandeurs portées en abscisses et en ordonnées.

 C) Quelques composés des éléments de la colonne 17 :

Pour les composés suivants, proposer un schéma de Lewis, en déduire la géométrie du composé et le représenter dans l'espace. Vérifiez sans calculs que la valeur approximative du moment dipolaire global de chaque composé est bien conforme à celle donnée dans le tableau.

Atome souligné central

Composé

ClF3

ICl4-

BrF5

I3-

Moment dipolaire global

m = mFCl

m = 0

m = mFBr

m = 0

 Thierry Briere : www.chimie-briere.com