Chimie
inorganique
descriptive

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Devoir 2 : chimie inorganique descriptive   (imprimer le sujet et compléter les pointillés et les tableaux proposées)

1- Etude des familles d'éléments : le bloc s

a- Positionner les familles du bloc s, en colorant les cases correspondantes de la classification proposée ci-contre et les nommer toujours sur la classification. b- Décrire les familles du bloc s (attention : bien distinguer bloc et famille) en utilisant les différents rayons, l'électronégativité, le potentiel d'ionisation, les réactivités vis à vis d'autres éléments et tout ce qui vous paraît caractéristique de ces familles.

c- Préciser le positionnement dans la classification de H et He et ce qui a amené à les placer là où ils se trouvent.

d- On propose la représentation d'un complexes formés avec les ions du bloc s, commenter la structure du complexe à partir de l'ion calcium et de l'EDTA. Préciser les particularités de la structure de l'EDTA qui vont permettre la formation de ce complexe. e- Cette structure est très stable et permet un dosage quantitatif des ions calcium, expliquer cette grande stabilité. f- Donner le nom de ce type de complexes et citer un autre exemple de molécule qui conduit à des complexes de ce type.

g- On propose la représentation de plusieurs molécules d'organomagnésien et on vous demande d'expliquer :   - au niveau électronique, la formation de cette structure, vous pouvez utiliser     la représentation des cases quantiques pour étayer vos commentaires.   - les conditions pour que cette structure soit stable, vous pouvez compléter     la représentation proposée. h- Préciser le rôle et les caractéristiques du solvant

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2- Etude des familles d'éléments : le bloc p

a- Positionner et décrire la famille du bore et à partir de celle-ci, décrire le phénomène du doublet inerte.

b- Positionner la famille du carbone, en colorant les cases correspondantes de la classification proposée à la question "a-". c- Décrire les principales caractéristiques de cette famille. d- Décrire les diagramme d'Ellingham proposé ci-contre (axes, utilisation, ...). e- Une seule courbe présente une pente négative, commenter. f- Le cuivre est l'un des premiers métaux utilisé par l'homme (âge du cuivre puis du bronze), le justifier à partir de la figure proposée.

g- Ag est un métal que l'on trouve sous forme native dans la nature, expliquer à partir de ces courbes.

h- Décrire les principales caractéristiques la famille de l'azote en précisant ce qui rapproche les éléments qui la composent et ce qui les éloigne.

i- Décrire les composés de l'azote et l'élément O puis l'élément H relativement aux états d'oxydation. 

j- Positionner la famille des gaz inertes, en colorant les cases correspondantes de la classification proposée à la question "a-" puis décrire et proposer quelques applications de ces composés.

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3- Etude des familles d'éléments : le bloc d

a- Décrire par une phrase trois familles particulières de votre choix du bloc d.

b- Définir les métaux de transition.

c- Décrire les propriétés du bloc d qui rassemblent les éléments de cette famille et citer des éléments atypiques.

d- Par rapport à l'utilisation mondiale des minerais, positionner les métaux du bloc d et citer des applications générales et les minerais courants correspondants à ces éléments.
 

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4- Relations structure-propriétés

a- On utilise le terme structure qui se réfère à l'organisation de la matière à différents niveaux et suivant l'échelle de mesure adoptée les modèles à utiliser ne seront pas les mêmes.
Définir les différents types de structure sur l'échelle proposée en indiquant les zones correspondantes.

10-11	10-10	10-9	10-8	10-7	10-6	10-5	10-4	10-3	10-2 m

b- Définir l'ensemble des propriétés spécifiques des métaux.

c- Indiquer sur le diagramme proposé la (ou les différentes) phase(s) en présence dans les différentes zones 1, 2, 3 et 4 du diagramme. Placer les mots austénite, cémentite,  ferrite et perlite (les termes austénite, ferrite et martensite pourront être utilisés s'ils sont définis). d- Si l'on dispose d'un binaire fer/carbone à 0,25% de carbone, à quelle température minimale (lue sur le diagramme) doit-on le porter pour effectuer une trempe ? Décrire les phénomènes qui interviennent et qui rendent l'acier plus dur. e- A quelle température maximale peut-on le porter pour effectuer un revenu ? Décrire les phénomènes qui interviennent et rendent l'acier moins cassant.

f- Décrire la transition vitreuse à partir d'un diagramme représentant l'évolution du volume en fonction de la température.
Décrire le diagramme pour un composé ne présentant pas ce phénomène de transition vitreuse puis celui du verre.

g- Etude d'un spinelle ci-contre qui représente la maille élémentaire de la magnétite.   - préciser la nature des ions de cette maille (O2-, Fe3+ et Fe2+).   - préciser ce qui différencie les deux ions fer de même charge. Sachant que le moment magnétique d'un ion Fe3+ est de 5 magnétons de Bohr (5 μB) et celui des ions Fe2+ de 4 μB, montrer que le moment résultant n'est pas nul et explique les propriétés magnétiques de ce type de composés.

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