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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 117 — #125
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ÉTUDE DE QUELQUES FAMILLES DE LA CLASSIFICATION
réduisant en dihydrogène. Ainsi, la réduction de l’eau par le potassium s’écrit :
2 K (s) + 2 H 2 O ()
=
2 K
+ (aq) + 2 HO
− (aq) + H 2 (g).
Les éléments de la deuxième colonne (à l’exception du béryllium) réduisent aussi l’eau mais
d’une façon beaucoup moins violente. Ces métaux ont tendance à former des oxydes.
Un oxyde est un composé de formule M x O y dans lequel chacun des atomes ou ions oxygène
est lié directement et exclusivement à un atome ou un ion d’un autre élément.
Définition
Tous les éléments du bloc s forment des oxydes solides fortement ioniques : c’est-à-dire que
dans le cristal (solide du type MO ou M 2 O) l’oxygène est pratiquement rencontré à l’état
d’ion oxyde O 2− tandis que le métal est sous forme de cation M + ou M 2+ . Ce phénomène
s’explique facilement en considérant la forte différence d’électronégativité entre l’élément
oxygène et les éléments du bloc s : O a eu tendance à capter les électrons que le métal avait
naturellement tendance à perdre. Par suite de la présence d’ions O 2− (fortement basiques) et
de l’absence de propriétés acides des cations, ces oxydes sont qualifiés d’oxydes basiques :
ils réagissent sur l’eau en captant un proton et en formant des hydroxydes. Ainsi l’oxyde de
lithium Li 2 O(s) (2Li + O 2− ) agit sur l’eau selon la réaction :
Li 2 O (s) + H 2 O ()
=
2 Li
+ (aq) + 2 OH
− (aq).
Notons l’existence d’oxydes analogues formés à partir des ions calcium et des ions magnésium : oxyde de calcium CaO(s) (Ca
2+ O
2– ) et oxyde de magnésium MgO(s) (Mg 2+ O
2– ). Le
béryllium occupe une position particulière car possédant l’énergie d’ionisation la plus élevée
de la colonne, son caractère métallique est le moins marqué. L’oxyde BeO engageant le béryllium n’est pas aussi ionique que ses congénères et manifeste à la fois des propriétés acides
et basiques : il est amphotère.
7.2 Les éléments du bloc p
Métaux du bloc p, formation d’oxydes
Certains éléments du bloc p manifestent un caractère métallique. Rappelons que la frontière
séparant métaux et non-métaux traverse le bloc p de façon diagonale. Les métaux du bloc p
ont tendance à former des cations très chargés (citons à titre d’exemple les ions Al
3+ et Sn
4+ ).
Ils interviennent dans des oxydes présentant à la fois un caractère acide (dû à la présence de
cations très chargés) et basique (présence d’ions O
2– ) : ces oxydes sont dits amphotères.
Ainsi l’oxyde d’aluminium Al 2 O 3 (s) réagit sur l’eau en se comportant à la fois comme un
acide et une base. Les réactions rencontrées sont :
Al 2 O 3 (s) + 3 H 2 O ()
=
2 Al
3+ (aq) + 6 HO
− (aq)
pour le comportement basique mais aussi :
Al 2 O 3 (s) + 7 H 2 O ()
=
2 [Al(OH) 4 ]
− (aq) + 2 H 3 O
+ (aq)
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réduisant en dihydrogène. Ainsi, la réduction de l’eau par le potassium s’écrit :
2 K (s) + 2 H 2 O ()
=
2 K
+ (aq) + 2 HO
− (aq) + H 2 (g).
Les éléments de la deuxième colonne (à l’exception du béryllium) réduisent aussi l’eau mais
d’une façon beaucoup moins violente. Ces métaux ont tendance à former des oxydes.
Un oxyde est un composé de formule M x O y dans lequel chacun des atomes ou ions oxygène
est lié directement et exclusivement à un atome ou un ion d’un autre élément.
Définition
Tous les éléments du bloc s forment des oxydes solides fortement ioniques : c’est-à-dire que
dans le cristal (solide du type MO ou M 2 O) l’oxygène est pratiquement rencontré à l’état
d’ion oxyde O 2− tandis que le métal est sous forme de cation M + ou M 2+ . Ce phénomène
s’explique facilement en considérant la forte différence d’électronégativité entre l’élément
oxygène et les éléments du bloc s : O a eu tendance à capter les électrons que le métal avait
naturellement tendance à perdre. Par suite de la présence d’ions O 2− (fortement basiques) et
de l’absence de propriétés acides des cations, ces oxydes sont qualifiés d’oxydes basiques :
ils réagissent sur l’eau en captant un proton et en formant des hydroxydes. Ainsi l’oxyde de
lithium Li 2 O(s) (2Li + O 2− ) agit sur l’eau selon la réaction :
Li 2 O (s) + H 2 O ()
=
2 Li
+ (aq) + 2 OH
− (aq).
Notons l’existence d’oxydes analogues formés à partir des ions calcium et des ions magnésium : oxyde de calcium CaO(s) (Ca
2+ O
2– ) et oxyde de magnésium MgO(s) (Mg 2+ O
2– ). Le
béryllium occupe une position particulière car possédant l’énergie d’ionisation la plus élevée
de la colonne, son caractère métallique est le moins marqué. L’oxyde BeO engageant le béryllium n’est pas aussi ionique que ses congénères et manifeste à la fois des propriétés acides
et basiques : il est amphotère.
7.2 Les éléments du bloc p
Métaux du bloc p, formation d’oxydes
Certains éléments du bloc p manifestent un caractère métallique. Rappelons que la frontière
séparant métaux et non-métaux traverse le bloc p de façon diagonale. Les métaux du bloc p
ont tendance à former des cations très chargés (citons à titre d’exemple les ions Al
3+ et Sn
4+ ).
Ils interviennent dans des oxydes présentant à la fois un caractère acide (dû à la présence de
cations très chargés) et basique (présence d’ions O
2– ) : ces oxydes sont dits amphotères.
Ainsi l’oxyde d’aluminium Al 2 O 3 (s) réagit sur l’eau en se comportant à la fois comme un
acide et une base. Les réactions rencontrées sont :
Al 2 O 3 (s) + 3 H 2 O ()
=
2 Al
3+ (aq) + 6 HO
− (aq)
pour le comportement basique mais aussi :
Al 2 O 3 (s) + 7 H 2 O ()
=
2 [Al(OH) 4 ]
− (aq) + 2 H 3 O
+ (aq)
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