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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 119 — #127
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MISE EN ŒUVRE EXPÉRIMENTALE
peuvent manifester une réactivité chimique : il est possible de les associer à d’autres atomes,
notamment oxygène et halogènes, pour former des molécules du type XeO 3 (composé explosif), XeF 4 ou XeF 6 .
7.3 Les éléments du bloc d
Tous les éléments du bloc d sont des métaux. Les éléments situés à gauche du groupe ont
des propriétés voisines de celles des métaux du bloc s tandis que les éléments situés à droite
s’apparentent plutôt aux métaux du bloc p. Pour cette raison ils sont qualifiés de métaux de
transition. Les métaux du bloc d forment souvent plusieurs types de cations responsables
d’une réactivité chimique riche et variée. Par exemple, le fer donne naissance aux cations
Fe 2+ , Fe 3+ ; le cuivre forme les ions Cu
2+ ou Cu
+ et le cobalt les ions Co
2+ et Co
3+ . Ces
cations sont très souvent paramagnétiques : ils ont un comportement particulier dans un
champ magnétique. Cette propriété est généralement à relier à la présence d’électrons célibataires (sous-couche d incomplète). Notons aussi que les cations des métaux de transition sont
généralement colorés en solution aqueuse et ont tendance à s’associer à des molécules ou à
des ions sous forme d’édifices de centre métallique (appelés complexes ou ions complexes).
Ainsi les ions Cu
2+ en milieu aqueux apparaissent bleus. En réalité, il s’agit d’un édifice de
centre Cu
2+ associant six molécules d’eau et de formule [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ (ion complexe). Les
oxydes de métaux de transition sont quelquefois acides (en raison de cations métalliques très
chargés, ils occasionnent une solution acide par contact avec l’eau). C’est notamment le cas
de CrO 3 (s) qui réagit sur l’eau selon :
2 CrO 3 (s) + 3 H 2 O ()
=
Cr 2 O
2−
7 (aq) + 2 H 3 O
+ (aq).
Ce caractère est d’autant plus marqué que le cation est fortement chargé. Ainsi des oxydes
comme MoO 3 (s) ou encore Mn 2 O 7 (s) se révèlent acides.
Toutes les tendances d’oxydes sont rencontrées chez les éléments du bloc d : lorsque
les cations sont peu chargés (+1 ou +2), la présence des ions O
2– assure un comportement basique notable pour l’oxyde. Ainsi Cu 2 O(s) ou NiO(s) sont des oxydes
basiques, ZnO(s) est pour sa part un oxyde amphotère.
8 Mise en œuvre expérimentale
Quelques expériences simples permettent d’illustrer les principales propriétés chimiques des
éléments, en fonction de leur position dans la classification périodique. Des éléments situés
dans une même colonne manifestent des propriétés voisines alors que les propriétés chimiques évoluent fortement le long d’une ligne.
8.1 Combustion de quelques corps simples dans le dioxygène
Sodium et magnésium : éléments du bloc s
Le sodium est préalablement chauffé dans un creuset (bec Bunsen). Lors de son introduction
dans un flacon rempli de dioxygène, il brûle en dégageant des fumées blanches. Si le fond du
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MISE EN ŒUVRE EXPÉRIMENTALE
peuvent manifester une réactivité chimique : il est possible de les associer à d’autres atomes,
notamment oxygène et halogènes, pour former des molécules du type XeO 3 (composé explosif), XeF 4 ou XeF 6 .
7.3 Les éléments du bloc d
Tous les éléments du bloc d sont des métaux. Les éléments situés à gauche du groupe ont
des propriétés voisines de celles des métaux du bloc s tandis que les éléments situés à droite
s’apparentent plutôt aux métaux du bloc p. Pour cette raison ils sont qualifiés de métaux de
transition. Les métaux du bloc d forment souvent plusieurs types de cations responsables
d’une réactivité chimique riche et variée. Par exemple, le fer donne naissance aux cations
Fe 2+ , Fe 3+ ; le cuivre forme les ions Cu
2+ ou Cu
+ et le cobalt les ions Co
2+ et Co
3+ . Ces
cations sont très souvent paramagnétiques : ils ont un comportement particulier dans un
champ magnétique. Cette propriété est généralement à relier à la présence d’électrons célibataires (sous-couche d incomplète). Notons aussi que les cations des métaux de transition sont
généralement colorés en solution aqueuse et ont tendance à s’associer à des molécules ou à
des ions sous forme d’édifices de centre métallique (appelés complexes ou ions complexes).
Ainsi les ions Cu
2+ en milieu aqueux apparaissent bleus. En réalité, il s’agit d’un édifice de
centre Cu
2+ associant six molécules d’eau et de formule [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ (ion complexe). Les
oxydes de métaux de transition sont quelquefois acides (en raison de cations métalliques très
chargés, ils occasionnent une solution acide par contact avec l’eau). C’est notamment le cas
de CrO 3 (s) qui réagit sur l’eau selon :
2 CrO 3 (s) + 3 H 2 O ()
=
Cr 2 O
2−
7 (aq) + 2 H 3 O
+ (aq).
Ce caractère est d’autant plus marqué que le cation est fortement chargé. Ainsi des oxydes
comme MoO 3 (s) ou encore Mn 2 O 7 (s) se révèlent acides.
Toutes les tendances d’oxydes sont rencontrées chez les éléments du bloc d : lorsque
les cations sont peu chargés (+1 ou +2), la présence des ions O
2– assure un comportement basique notable pour l’oxyde. Ainsi Cu 2 O(s) ou NiO(s) sont des oxydes
basiques, ZnO(s) est pour sa part un oxyde amphotère.
8 Mise en œuvre expérimentale
Quelques expériences simples permettent d’illustrer les principales propriétés chimiques des
éléments, en fonction de leur position dans la classification périodique. Des éléments situés
dans une même colonne manifestent des propriétés voisines alors que les propriétés chimiques évoluent fortement le long d’une ligne.
8.1 Combustion de quelques corps simples dans le dioxygène
Sodium et magnésium : éléments du bloc s
Le sodium est préalablement chauffé dans un creuset (bec Bunsen). Lors de son introduction
dans un flacon rempli de dioxygène, il brûle en dégageant des fumées blanches. Si le fond du
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