Fiche méthode 05 🧠 : Lire un tableau périodique (épreuve E2)⚓︎
Compétence E2 : Mobiliser – Analyser – Communiquer
🎯 Pourquoi cette fiche est indispensable⚓︎
En BTS MECP, le tableau périodique n’est pas un “décor”.
C’est un outil de décision scientifique qui permet de :
- déterminer Z, le nombre de protons et d’électrons (atome neutre),
- estimer le nombre d’électrons de valence,
- prévoir la charge d’un ion monoatomique courant,
- vérifier l’électroneutralité d’un composé ionique,
- relier la présence d’ions à des mesures de pH / conductivité (CQ).
📌 Barème E2 : une réponse “juste” mais non justifiée (“je sais que Na⁺…”) fait perdre des points. On attend une lecture + exploitation du tableau + une justification courte.
1️⃣ Les situations où on doit lire le tableau périodique⚓︎
| Situation (E2 / CQ / formulation) | Ce qu’on attend |
|---|---|
| Déterminer Z | Lire le numéro atomique et en déduire p⁺ et e⁻ |
| Trouver e⁻ de valence | Lire la colonne (famille) et conclure |
| Prédire un ion monoatomique | Déduire charge probable (Na⁺, Cl⁻, Ca²⁺, O²⁻…) |
| Écrire une formule (CaCl₂…) | Appliquer l’électroneutralité |
| Interpréter conductivité / pH | Relier “ions en solution” à la mesure |
2️⃣ La méthode Z.C.P.I. (à apprendre par cœur)⚓︎
Pour réussir un exercice “tableau périodique” à l’E2, suivez ces 4 étapes :
🔹 Z – Z atomique (identifier l’élément)⚓︎
Lire Z (numéro atomique).
✅ Z = nombre de protons dans le noyau.
📝 Phrase type :
« D’après le tableau périodique, l’élément X a Z = … donc il possède … protons. »
Atome neutre : $\(\boxed{p^+ = Z \quad\text{et}\quad e^- = Z}\)$
🔹 C – Colonne (électrons de valence + famille)⚓︎
Pour les colonnes 1, 2 et 13 à 18 :
- le numéro de colonne donne le nombre d’électrons de valence (avec une adaptation : 13→3, 14→4, 15→5, 16→6, 17→7, 18→8).
- cela permet de prévoir la tendance à perdre/gagner des e⁻.
📌 Règle pratique (ions monoatomiques courants)
| Colonne | Famille | e⁻ de valence | Ion le plus courant |
|---|---|---|---|
| 1 | Alcalins | 1 | +1 |
| 2 | Alcalino-terreux | 2 | +2 |
| 13 | Famille du bore | 3 | +3 (ex : Al³⁺) |
| 15 | Famille de l’azote | 5 | −3 |
| 16 | Chalcogènes | 6 | −2 |
| 17 | Halogènes | 7 | −1 |
| 18 | Gaz nobles | 8 | 0 (stables) |
⚠️ Métaux de transition (centre du tableau) : charges variables.
👉 À l’E2, la charge est généralement donnée (ex : Fe²⁺ / Fe³⁺). Ne pas inventer.
📝 Phrase type :
« X est en colonne 17, il a 7 électrons de valence ; il tend à gagner 1 électron → ion X⁻. »
🔹 P – Période (nombre de couches électroniques)⚓︎
La période (ligne) donne le nombre de couches électroniques occupées.
- période 1 → couche K
- période 2 → couches K, L
- période 3 → couches K, L, M
📌 Utilité : surtout pour se représenter la couche externe (valence) et l’échelle microscopique.
📝 Phrase type :
« X est en période 3 : ses électrons sont répartis sur 3 couches ; la couche externe porte les électrons de valence. »
🔹 I – Ion (conclure + justifier)⚓︎
On déduit l’ion monoatomique le plus probable (si élément “classique”) :
- métal colonne 1 → perd 1 e⁻ → cation +1
- métal colonne 2 → perd 2 e⁻ → cation +2
- halogène colonne 17 → gagne 1 e⁻ → anion −1
- chalcogène colonne 16 → gagne 2 e⁻ → anion −2
📌 Formule générale (très utile pour vérifier) Si l’ion a une charge q (ex : q = +2 ou q = −1) : $\(\boxed{e^-_{\text{ion}} = Z - q}\)$
✅ Exemple : Ca²⁺ → e⁻ = 20 − (+2) = 18
✅ Exemple : Cl⁻ → e⁻ = 17 − (−1) = 18
📝 Phrase type :
« X forme l’ion … car il est en colonne … : il perd/gagne … électron(s) pour atteindre une configuration stable. »
3️⃣ Écrire la formule d’un composé ionique (électroneutralité)⚓︎
Un composé ionique est globalement neutre :
Méthode “croiser les charges” (rapide, mais à justifier)⚓︎
Exemple : Ca²⁺ et Cl⁻
- charges : +2 et −1
→ il faut 2 Cl⁻ pour compenser : CaCl₂
📝 Phrase type :
« On associe 1 Ca²⁺ et 2 Cl⁻ pour obtenir une charge totale nulle : (+2) + 2×(−1) = 0, donc CaCl₂. »
4️⃣ Exemples appliqués (attendus BTS)⚓︎
Exemple 1 – Lecture simple (Na)⚓︎
Question : Donner Z, p⁺, e⁻ et l’ion le plus courant du sodium.
✅ Réponse attendue
- Z = 11 → p⁺ = 11 ; atome neutre → e⁻ = 11
- colonne 1 → 1 e⁻ de valence → perd 1 e⁻ → Na⁺
Exemple 2 – Ion et nombre d’électrons (Cl⁻)⚓︎
Question : Combien d’électrons possède l’ion chlorure Cl⁻ ?
✅ Réponse attendue
- Z(Cl) = 17 ; charge q = −1
- e⁻ = Z − q = 17 − (−1) = 18
Exemple 3 – Composé ionique (MgCl₂)⚓︎
✅ Réponse attendue
- Mg²⁺ et Cl⁻
- neutralité : (+2) + 2×(−1) = 0
- formule : MgCl₂
Exemple 4 – Application CQ (lien avec conductivité)⚓︎
Pourquoi une solution de NaCl conduit-elle ?
✅ Parce que NaCl dissous libère des ions mobiles Na⁺ et Cl⁻, responsables de la conductivité.
5️⃣ Erreurs fréquentes et corrections⚓︎
| ❌ Erreur | Exemple | ✅ Correction |
|---|---|---|
| Confondre Z et masse atomique | “Cl a 35,5 protons” | Z = 17 (protons) |
| Oublier que l’atome neutre a e⁻ = Z | “Na a 12 électrons” | Na neutre : 11 e⁻ |
| Inventer une charge pour un métal de transition | “Fe = +2” sans info | Charge souvent donnée |
| Ne pas vérifier l’électroneutralité | “CaCl” | Vérifier : (+2)+(−1) ≠ 0 → CaCl₂ |
| Oublier que l’anion a plus d’électrons | “Cl⁻ a 16 e⁻” | Cl⁻ : 18 e⁻ |
6️⃣ Ce qui fait GAGNER des points (E2)⚓︎
| ✅ Bonne pratique | Valorisation |
|---|---|
| Lire Z + conclure p⁺ et e⁻ | Rigueur |
| Utiliser colonne → valence → ion | Mobilisation efficace |
| Vérifier les électrons de l’ion avec e⁻ = Z − q | Sécurise la réponse |
| Vérifier l’électroneutralité | Démarche scientifique |
| Rédiger une justification courte | Communication attendue |
7️⃣ Checklist avant de rendre sa copie⚓︎
| ✓ | Question à se poser |
|---|---|
| ☐ | Ai-je écrit Z correctement ? |
| ☐ | Ai-je déduit p⁺ = Z et e⁻ = Z (atome neutre) ? |
| ☐ | Ai-je utilisé la colonne pour valence/ion courant ? |
| ☐ | Si c’est un ion : ai-je vérifié e⁻ = Z − q ? |
| ☐ | Si composé ionique : ai-je vérifié la neutralité ? |
| ☐ | Ai-je formulé une justification claire (1–2 phrases) ? |
8️⃣ Aide-mémoire : repères essentiels⚓︎
Formules⚓︎
| Relation | Utilisation |
|---|---|
| p⁺ = Z | protons |
| e⁻(atome neutre) = Z | électrons d’un atome neutre |
| e⁻(ion) = Z − q | électrons d’un ion (q signé) |
| Σq = 0 | électroneutralité d’un composé |
Charges usuelles (à connaître)⚓︎
- Col 1 : +1 ; col 2 : +2
- Col 17 : −1 ; col 16 : −2 ; col 15 : −3
- Gaz nobles : 0
🎓 À retenir pour l'épreuve E2⚓︎
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ MÉTHODE Z.C.P.I. │
│ │
│ Z - Z atomique → p⁺ = Z ; e⁻(neutre) = Z │
│ C - Colonne → valence + ion courant │
│ P - Période → couches (repère microscopique) │
│ I - Ion → charge + vérification e⁻ = Z − q │
│ │
│ 👉 Toujours justifier (1–2 phrases) │
│ 👉 Toujours vérifier l’électroneutralité │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
🔗 Cette fiche est utilisée dans les séances⚓︎
- S11 – Atome / ions / électroneutralité (CQ : pH & conductivité)
- S12 – Atome / ion / stabilité (pré-requis Lewis)
- S13–S15 – Lewis / interactions / compatibilités / dossier E2-like