Propriétés et réactions des éléments et des composés du bloc P - Session 1

La décomposition thermique est un processus dans lequel une substance se décompose en substances plus simples lorsqu'elle est chauffée à haute température. La décomposition thermique se produit lorsque l’énergie thermique fournie à une substance dépasse l’énergie nécessaire pour rompre les liaisons qui maintiennent ses molécules ensemble. L'énergie absorbée par la substance fait vibrer ses molécules plus vigoureusement, ce qui conduit finalement à la rupture des liaisons et à la libération de substances plus simples. Par exemple, les sels d’ammonium se décomposent lorsqu’ils sont chauffés en d’autres composés.

La décomposition thermique des sels d'ammonium implique la dégradation de l' NH₄⁺et l'anion dans le sel. La décomposition se produit à des températures élevées. Les produits de réaction dépendent du sel d’ammonium spécifique et des conditions de la réaction. Par exemple, NH₄Clpeut subir une décomposition thermique lorsqu'il est chauffé à des températures supérieures à 338 °C. Il se forme NH₃et HClen tant que produits.

De la même manière, (NH4)2SO4peut subir une décomposition thermique lorsqu'il est chauffé, formant NH₃, SO₂et de la vapeur d'eau. Le carbonate d'ammonium se décompose en chauffant pour donner NH₃, CO₂et de la vapeur d'eau. Les produits de décomposition du nitrate d'ammonium sont l'azote gazeux et la vapeur d'eau.

La décomposition du nitrite d’ammonium donne du gaz d’oxyde nitrique et de la vapeur d’eau. Quels peuvent être les produits possibles de la décomposition du chromate d'ammonium ? Le chromate d'ammonium se décompose lorsqu'il est chauffé pour donner de l'azote gazeux, de l'oxyde de chrome et de la vapeur d'eau.

L'allotropie est la propriété de certains éléments et composés chimiques d'exister sous de multiples formes. Ces formes multiples sont appelées allotropes. Les allotropes ont des propriétés physiques et chimiques différentes bien qu'ils soient composés des mêmes atomes ou molécules. Par exemple, le diamant et le graphite sont tous deux des allotropes du carbone.

Le graphite est constitué uniquement d’atomes de carbone. Avez-vous déjà pensé à quoi est fait un diamant ? Le diamant est également constitué uniquement d’atomes de carbone. Mais alors, si le diamant et le graphite sont tous deux constitués uniquement d'atomes de carbone, pourquoi leurs propriétés sont-elles différentes l'une de l'autre ? Le diamant est transparent et dur. C'est également coûteux. Pendant ce temps, le graphite est moins cher et sa couleur va du gris foncé au noir. La réponse à cette question est très simple. Le diamant et le graphite sont tous deux des allotropes du carbone. La disposition des atomes de carbone est différente dans les deux cas.

Jetons un œil à la disposition des atomes dans le graphite et le diamant. Dans le graphite, les atomes de carbone se présentent sous la forme d'anneaux hexagonaux. Ces anneaux sont disposés sous forme de couches. Alors que dans le diamant, les atomes de carbone sont disposés en tétraédrique. C'est pour cette raison que leurs propriétés sont différentes les unes des autres. Le graphite est mou et le diamant est dur. Le graphite est un bon conducteur d'électricité. Le diamant est un mauvais conducteur d’électricité.

Nous allons maintenant discuter de quelques exemples supplémentaires d’allotropes. L'oxygène possède deux allotropes principaux. Ce sont les gaz oxygène et ozone. L'oxygène est une molécule diatomique composée de deux atomes d'oxygène. Il est représenté par la formule chimique O2. C'est un gaz incolore et inodore essentiel à la vie et qui constitue environ 21 % de l'atmosphère terrestre.

L'ozone, en revanche, est une molécule triatomique composée de trois atomes d'oxygène. Il est représenté par la formule chimique O3. C'est un gaz bleu pâle avec une odeur piquante. Il se forme naturellement dans l’atmosphère terrestre lorsque la lumière ultraviolette agit sur les molécules d’oxygène. L'ozone est une molécule instable et réactive, tandis que l'oxygène est une molécule stable et relativement peu réactive.

Les allotropes du soufre sont classés en deux formes. L’un est cristallin et l’autre est amorphe. Les allotropes cristallins du soufre sont le soufre rhombique et le soufre monoclinique. Le soufre rhombique est un solide cristallin jaune. Il a une forme octaédrique. C'est la forme de soufre la plus stable à température et pression ambiantes. Il est constitué de molécules S8 disposées dans un réseau cristallin rhombique. Le soufre monoclinique est une forme cristalline du soufre. Sous sa forme monoclinique, le soufre forme de longs cristaux en forme d'aiguilles, généralement jaunes. Il n’est pas très stable et a tendance à se transformer en une forme rhombique de soufre plus stable au fil du temps.

Les solides amorphes sont ceux dans lesquels les atomes ne sont pas disposés selon un motif défini. Les allotropes amorphes du soufre comprennent le soufre plastique et le soufre colloïdal. Le soufre plastique est un allotrope unique car il peut être moulé et façonné comme du plastique lorsqu'il est chauffé à une température particulière. Il est créé en faisant fondre du soufre puis en le refroidissant rapidement. Cela amène les atomes de soufre à s’organiser dans un polymère à longue chaîne.

Le soufre colloïdal est un type de soufre qui est dispersé dans un milieu liquide pour former une suspension colloïdale. Une suspension colloïdale est un mélange de particules suffisamment petites pour rester en suspension dans le liquide et ne pas se déposer au fond. Dans le cas du soufre colloïdal, de petites particules de soufre sont dispersées dans un liquide tel que l’eau ou l’huile. Le soufre colloïdal a plusieurs applications en médecine et en soins de la peau.

Les oxoacides, également connus sous le nom d'oxyacides, sont une classe d'acides qui contiennent de l'oxygène, de l'hydrogène et un ou plusieurs autres éléments. La formule générale d’un oxoacide est présentée ici. n représente le nombre d'atomes d'hydrogène. m représente le nombre d'atomes d'oxygène. X représente tout ion non métallique ou polyatomique.

Un exemple d'oxoacide est H₂SO₄. L'acide sulfurique est l'oxoacide du soufre. De la même manière, H₂SO₃et H₂S₂O₃sont également des oxoacides du soufre.

Les oxoacides d’azote comprennent HNO3et HNO2. Il existe quatre oxoacides du chlore. Ce sont HOCl, HOClO, HOClO2, et HOClO3. Les structures de ces acides sont illustrées ici. Pouvez-vous nommer un oxoacide de brome ?.

Lorsque l'aluminium réagit avec l'acide chlorhydrique, il forme du chlorure d'aluminium. Le chlorure d'aluminium est un sel. Il s'agit d'un halogénure du groupe 3A. De l’hydrogène gazeux se forme également dans cette réaction. De la même manière, l’aluminium peut réagir avec le brome pour former du bromure d’aluminium. Les composés dans lesquels l'atome central a un octet incomplet sont appelés composés déficients en électrons. Les halogénures du groupe 3A sont pour la plupart déficients en électrons. Pour comprendre cette déficience électronique, discutons de la formation de dimère par le chlorure d'aluminium.

Le chlorure d'aluminium peut exister sous forme de dimère. C'est un dimère car deux molécules de chlorure d'aluminium sont liées par une liaison covalente coordonnée. La liaison covalente coordonnée est la liaison formée lorsqu'un atome partage sa paire d'électrons avec un atome déficient en électrons. La formule moléculaire du dimère de chlorure d'aluminium est Al₂Cl₆. Mais comment le chlorure d’aluminium existe-t-il sous forme de dimère ? Pour répondre à cette question, nous allons d’abord discuter de la structure du chlorure d’aluminium.

Comme nous pouvons le voir dans la structure de Lewis Dot du chlorure d'aluminium, l'aluminium est entouré de 3 atomes de chlore. L'atome d'aluminium possède trois électrons de valence. Chaque électron de valence est partagé avec chacun des trois atomes de chlore pour créer une liaison covalente. Cela montre que l'octet d'atomes de chlore est complet. Mais l'atome d'aluminium est entouré de seulement six électrons. L'octet de l'atome d'aluminium n'est pas complet. Il faut une paire d’électrons pour compléter son octet. On peut également dire que l'atome d'aluminium dans le chlorure d'aluminium est déficient en électrons.

De la même manière, d'autres halogénures du groupe 3A comme le bromure d'aluminium et le trifluorure de bore sont également déficients en électrons en raison d'un octet incomplet sur l'atome central. Dans le trifluorure de bore, le bore est entouré de six électrons. Il a un octet incomplet. Il est déficient en électrons.

Comme nous le savons, l’atome d’aluminium dans le chlorure d’aluminium est déficient en électrons. Pour compléter l'octet de l'atome d'aluminium dans le chlorure d'aluminium, l'atome de chlore d'une molécule de chlorure d'aluminium partage une paire d'électrons avec l'atome d'aluminium d'une autre molécule de chlorure d'aluminium. Cela entraîne la formation d'une liaison covalente coordonnée entre l'atome d'aluminium d'une molécule et l'atome de chlore d'une autre molécule. Au total, il y a deux liaisons covalentes coordonnées dans un dimère de chlorure d'aluminium.

Les halogénures du groupe 3A ont une nature acide. Par exemple, le chlorure d’aluminium agit comme un acide de Lewis. Un acide de Lewis est une espèce chimique qui peut accepter une paire d'électrons non liants. Nous savons que l’atome d’aluminium dans le chlorure d’aluminium possède un octet incomplet. Il lui manque une paire d'électrons. Il peut accepter une paire d'électrons non isolés de la base de Lewis. La base de Lewis est une espèce chimique qui peut donner une paire d'électrons non liants. Le chlorure d'aluminium réagit avec l'ammoniac pour former un adduit comme illustré. Un adduit est un produit qui contient tous les atomes des réactifs.