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Laquelle des affirmations suivantes n’explique pas en partie pourquoi le point de fusion, des éléments de la période trois, augmente du sodium à l’aluminium ? (A) Du sodium à l’aluminium, la charge de l’ion métallique diminue de trois plus à un plus. (B) Les trois éléments sont des métaux, ils présentent donc une liaison métallique. (C) Le nombre d’électrons délocalisés augmente du sodium à l’aluminium. Ou (D) la force de la liaison métallique augmente.
En se déplaçant dans une période ou en descendant dans un groupe du tableau périodique, nous trouvons des tendances périodiques se produisant en ce qui concerne les propriétés des éléments, comme par exemple, le rayon atomique et le point de fusion, ainsi que de nombreuses autres propriétés. La question nous interroge spécifiquement sur les éléments de la période trois, du sodium à l’aluminium. Ces éléments sont spécifiquement le sodium, le magnésium et l’aluminium. La question nous demande quel affirmation n’explique pas pourquoi la tendance du point de fusion observée entre ces trois éléments est une augmentation. Nous pouvons donc écrire sur notre figure : augmentation du point de fusion du sodium à l’aluminium.
Nous pourrions répondre à cette question en identifiant d’abord les énoncés corrects mais qui ne décrive que partiellement pourquoi le point de fusion augmente en allant du sodium à l’aluminium. Et puis nous pouvons éliminer les déclarations correctes pour trouver la déclaration incorrecte.
Le sodium, le magnésium et l’aluminium sont tous des métaux, et ils présentent donc tous une liaison métallique. Les liaisons métalliques sont de fortes forces d’attraction électrostatiques entre cations métalliques chargés positivement et leurs électrons de valence délocalisés. Parce que cette interaction électrostatique est une force d'attraction, elle influencera le point de fusion d'un métal, car de l'énergie est nécessaire pour surmonter cette force d'attraction pendant la fusion. Par conséquent, l’énoncé (B) - les trois éléments sont des métaux, donc ils présentent une liaison métallique - explique partiellement pourquoi il y a une augmentation de la tendance du point de fusion du sodium à l’aluminium, mais elle ne l’explique pas complètement.
Dans le réseau métallique du sodium, le sodium existe sous forme de cations Na+. Chaque particule de sodium donne un électron de valence à la mer d’électrons délocalisés. Le schéma de liaison métallique à droite est donc une bonne représentation de la liaison métallique dans le sodium. Le magnésium métallique, cependant, se compose de cations Mg2+ et de deux électrons de valence donnés à la mer des électrons délocalisés par atome de magnésium. Nous devons donc ajuster notre schéma de la liaison métallique à droite pour le magnésium. Une force d’attraction plus forte existera entre les cations et les électrons délocalisés. Par conséquent, la liaison métallique dans le magnésium est plus forte que dans le sodium. Et par conséquent, le point de fusion du magnésium est supérieur à celui du sodium.
La même tendance s’applique lorsque nous passons à l’aluminium. L’aluminium métallique est constitué d’ions Al3+. Et chaque atome d’aluminium a donné trois électrons à la mer d’électrons délocalisés pour former ces ions d’aluminium. Nous pouvons le voir sur le schéma de la liaison métallique à droite. Maintenant, nous avons des forces d’attraction encore plus fortes entre les électrons de valence délocalisés et les ions. Cette liaison métallique de plus en plus forte donne un point de fusion encore plus élevé, car il faut plus d’énergie pour surmonter ces fortes interactions électrostatiques. Nous pouvons maintenant voir que l’affirmation (C) - le nombre d’électrons délocalisés augmente du sodium à l’aluminium - est vraie. Et cela explique partiellement pourquoi le point de fusion augmente en se déplaçant dans cette période.
L’affirmation (D) est également vraie. La force de la liaison métallique augmente du sodium à l’aluminium. Cependant, la question posée est de savoir quel énoncé n’explique pas en partie cette tendance du point de fusion. Nous pouvons donc maintenant éliminer (B), (C) et (D). « (A) Du sodium à l’aluminium, la charge sur l’ion métallique diminue de trois plus à un plus » est incorrecte, et c’est donc notre réponse.
Enfin, lequel des énoncés suivants n’explique pas en partie pourquoi le point de fusion des éléments de la période trois augmente du sodium à l’aluminium ? La réponse est (A). Du sodium à l’aluminium, la charge sur l’ion métallique diminue de trois plus à un plus.
