Vidéo question :: Faire correspondre les tendances périodiques des éléments de la période trois à un graphique Chimie

Transcription de la vidéo

Un étudiant étudie les tendances de périodicité des éléments de la période trois. Il trace le croquis d’un graphe pour montrer la tendance d’une propriété sur la période, mais oublie de marquer l’axe des 𝑦. Quel libellé correspond le mieux à l’axe des 𝑦 ? (A) Point d’ébullition, (B) rayon atomique, (C) conductivité électrique, (D) point de fusion ou (E) rayon ionique.

La question porte sur les tendances de périodicité. Les tendances de périodicité se réfèrent aux tendances, ou aux motifs, ou aux variations récurrentes des propriétés des éléments qui ont un numéro atomique croissant. L’étudiant examine spécifiquement les tendances des éléments de la période trois. Et ceux-ci sont listés sur l’axe des 𝑥 du graphique dans l’ordre croissant de numéro atomique de gauche à droite. Le libellé de l’axe des y a été omis par erreur. Néanmoins, nous pouvons déduire le libellé de cet axe en examinant ce qui arrive à la courbe dans le graphique.

Pour le sodium qui a le plus petit numéro atomique de cette série ou période, une propriété est tracée ici. Lorsque nous passons au magnésium dont le numéro atomique est plus élevé que le sodium, nous remarquons que la valeur de l’axe des 𝑦 est légèrement supérieure et encore plus élevée pour l’aluminium, qui se trouve avoir la valeur la plus élevée de toute cette période. Notez que le sodium, le magnésium et l’aluminium, qui sont tous des métaux, ont des valeurs élevées sur l’axe des 𝑦 par rapport aux autres éléments. Le silicium, un métalloïde, a une valeur inférieure à celle des trois métaux. Et les éléments non métalliques, le phosphore, le soufre, le chlore et l’argon ont tous la même valeur sur l’axe des 𝑦, qui est proche de zéro.

Quelles propriétés ont des valeurs élevées pour les métaux, des valeurs moyennes ou intermédiaires pour les métalloïdes et une valeur relativement faible, presque nulle, pour les non-métaux ? La réponse doit être la conductivité électrique. Les métaux conduisent très bien l’électricité et ont donc des valeurs de conductivité électrique élevées. Les métalloïdes sont des semi-conducteurs et ont donc des valeurs intermédiaires. Et en général, les non-métaux sont des non-conducteurs et ont donc une valeur très faible, proche de zéro. Donc, la conductivité électrique (C) doit être notre réponse, mais vérifions cela en excluant les autres possibilités de réponse.

Nous pouvons exclure (A) le point d’ébullition et (D) le point de fusion car il ne peut pas être vrai que le phosphore, le soufre, le chlore et l’argon ont exactement le même point d’ébullition ou exactement le même point de fusion. Nous pouvons également exclure le rayon ionique immédiatement puisque l’argon est un gaz noble, et les gaz nobles ne s’ionisent pas et ne forment pas d’ions dans des conditions normales. Nous ne pouvons donc pas tracer le point pour le rayon ionique d’un gaz noble. Ce n’est que dans des conditions très rares et extrêmes qu’un gaz noble peut former un ion. Nous pouvons également exclure (B), le rayon atomique. En effet, lorsque nous parcourons de gauche à droite la période trois et que le numéro atomique augmente, le rayon atomique diminue. Le graphique ressemblerait à ceci. Avec l’augmentation du numéro atomique, il y a donc une augmentation de la charge nucléaire, entraînant une diminution de la taille ou du rayon de l’atome.

Au final, quel libellé correspond le mieux à l’axe des 𝑦 de ce graphique ? La réponse est (C) la conductivité électrique.