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Par Chrispin KOWENJE African Virtual university Université Virtuelle Africaine

Par Chrispin KOWENJE African Virtual university Université Virtuelle Africaine Universidade Virtual Africana Chimie Minérale 1 Université Virtuelle Africaine 1 Note Ce document est publié sous une licence Creative Commons. http://en.wikipedia.org/wiki/Creative_Commons Attribution http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ License (abréviation « cc-by »), Version 2.5. Université Virtuelle Africaine 2 Table des matières I. Chimie minérale......................................................................................... 3 II. Prérequis................................................................................................... 3 III. Temps........................................................................................................ 3 IV. Matériels didactiques................................................................................. 3 V. Justification............................................................................................... 4 VI. Contenu..................................................................................................... 4 6.1 Résumé. ............................................................................................... 4 6.2 Vue d'ensemble................................................................................... 5 6.3 Représentation graphique.................................................................... 6 VII. Objectifs généraux..................................................................................... 7 VIII. Objectifs spécifiques d’apprentissage........................................................ 8 IX. Activités d’enseignement et d’apprentissage. ........................................... 10 X. Activités d’apprentissage......................................................................... 17 XI. Liste des concepts clés (glossaire)........................................................ 118 XII. Liste des lectures obligatoires. ............................................................... 120 XIII. Listes des liens utiles............................................................................. 122 XIV. Synthèse du module.............................................................................. 132 XV. Évaluation sommative............................................................................ 133 XVI. Références bibliographiques. ................................................................. 137 XVII. Fiche d'évaluation................................................................................. 138 XVIII. Auteur principal du module................................................................. 138 Université Virtuelle Africaine 3 I. Chimie minérale 1 par Dr Chrispin Kowenje II. Prérequis ou connaissances préalables nécessaires Introduction à la chimie 1 : Matière et mesures; structure et périodicité de l’atome; molécules et composés ioniques; les réactions chimiques. - Savoir utiliser les logiciels Microsoft Word et Excel. III. Temps 120 heures • Unité 1. Le tableau périodique des éléments (14 heures). • Unité 2. Les structures et les tendances atomiques des éléments des blocs s et p (30 heures). • Unité 3. Les propriétés générales des éléments des blocs s et p (40 heures). • Unit 4. Les occurrences, l’abondance et l’extraction des éléments des blocs s et p (16 heures). • Unit 5. Les usages et les applications économiques des éléments des blocs s et p (20 heures). IV. Matériels didactiques - Le recueil de notes du cours - Un ordinateur connecté à l’Internet - Des CD-ROMs - Un accès à une bibliothèque virtuelle - Une calculatrice scientifique Université Virtuelle Africaine 4 V. Justification du module L’Introduction à la chimie I jetait les bases des concepts de la matière et des mesures, de la structure et de la périodicité de l’atome, des molécules, des composés ioniques et des réactions chimiques. Le présent module approfondit ces notions, afin d’en arriver à une meilleure connaissance des éléments chimiques et des diverses façons de les classer. Cette connaissance accrue permettra de comprendre les applications de base des principes et des composés chimiques et l’utilité du tableau périodique des éléments chimiques. VI. Contenu 6.1 Résumé Le cours commence par un examen attentif du tableau périodique des éléments et de la façon dont il est organisé. La connaissance du tableau permet de saisir facilement et rapidement les concepts et les propriétés de la chimie des éléments. Une fois que l’on connaît la chimie des éléments des blocs s et p (ou bloc principal) et des com- posés qu’on peut en tirer, on peut ensuite en faire une utilisation systématique sur la base de leurs propriétés communes. Dans l’unité 1, le concept de la configuration électronique des éléments vous per- mettra de passer en revue la classification des éléments en métaux, en non métaux et en métalloïdes, ainsi qu’en blocs s, p, d et f dans le tableau périodique. L’unité 2 est consacrée aux structures et aux tendances atomiques sur une période et à l’intérieur d’un ensemble. L’unité 3 examine les propriétés générales des éléments des blocs s et p. L’unité 4 se penche sur l’abondance, l’occurrence et l’extraction des éléments. Récemment, les recherches industrielles sur la chimie des éléments du bloc principal se sont multipliées. Elles ont donné lieu à de nombreux avancements technologiques, comme les transistors Si-Ge utilisés dans les ordinateur et les magnétoscopes, grâce à une meilleure compréhension des propriétés de ces éléments ou de leurs composés. L’unité 5 donne des exemples de leur utilisation en industrie. Enfin, nous espérons que ce module stimulera votre intérêt pour la chimie minérale, un domaine où le personnel qualifié est encore rare, tant dans les établissement de formation que dans les laboratoires industrielles. Université Virtuelle Africaine 5 6.2 Vue d’ensemble 120 heures Unité 1. Tableau périodique des éléments (14 heures) - Introduction et histoire de la périodicité des éléments chimiques - Terminologie utilisée dans le tableau périodique des éléments - Classification des éléments du tableau périodique - Configuration électronique des éléments du bloc s - Configuration électronique des éléments du bloc p - Nombres quantiques et orbitales des électrons - Éléments des blocs s, p, d et f - Métaux, non-métaux et métalloïdes Unité 2. Structures et tendances des atomes des éléments des blocs s et p ( 30 heures). - Dimensions des atomes d’un bout à l’autre du tableau - Points de fusion et d’ébullition des éléments des blocs s et p - Électronégativité - Tendances de l’énergie d’ionisation - Affinités des électrons - Énergies de liaison nucléaire - Charge nucléaire effective Unité 3. Propriétés générales des éléments des blocs s et p (40 heures) - Valences des éléments des blocs s et p et formules de leurs composés. - Noms des composés simples des éléments des blocs s et p - Caractéristiques générales des métaux, des non-métaux et des métalloïdes - Propriétés physiques des éléments du bloc s - Propriétés physiques et chimiques des éléments du bloc s - Propriétés physiques et propriétés chimiques des éléments du bloc p Unité 4. Occurrence, abondance et extraction des éléments des blocs s et p (16 heures) - Occurrence, abondance et extraction des éléments du groupe 1 - Occurrence, abondance et extraction des éléments du groupe 2 - Occurrence, abondance et extraction des éléments du groupe 13 et 16 - Occurrence, abondance et extraction des éléments du groupe 17 - Occurrence, abondance et extraction des éléments du groupe 18 Université Virtuelle Africaine 6 Unité 5. Utilisation industrielle des éléments des blocs s et p (20 heures) - Utilisation industrielle de certains éléments du groupe 1 - Utilisation industrielle de certains éléments du groupe 2 - Utilisation industrielle de certains éléments du groupe 13 et 16 - Utilisation industrielle de certains éléments du groupe 17 - Utilisation industrielle de certains éléments du groupe 18 6.3 La structure du module : la progression des apprentissages au fil des unités. Modèle de module d’apprentissage 6 CHIMIE MINÉRALE 1 INTRODUCTION À LA CHIMIE 1 NOTIONS DE BASE EN CHIMIE TABLEAU PÉRIODIQUE Métaux, non-métaux, et métalloïdes (éléments des bloc s, p, d et f) Éléments des blocs d et f CHIMIE MINÉRALE AVANCÉE Métaux, non-métaux, et métalloïdes (éléments des bloc s et p) Éléments du bloc principal Propriétés physiques Propriétés chimiques Abondance, occurrence et extractions Réactions avec d’autres substances pour former des oxydes, halogénures, hydrures, etc. Atomes, ions, molécules et composés ioniques Applications et usages en industrie Université Virtuelle Africaine 7 VII. Objectifs généraux À la fin du module, vous devriez être capable de : • Comprendre la position des éléments dans le tableau périodique • Classer les éléments dans les blocs s, p, d et f du tableau périodique • Décrire et expliquer les propriétés physiques des éléments des blocs s et p • Décrire et expliquer les caractéristiques générales des propriétés chimiques des éléments des blocs s et p • Décrire, expliquer et déduire les propriétés physiques et les propriétés chimi- ques des composés d’éléments des blocs s et p • Décrire et même prévoir les méthodes d’extraction des éléments des blocs s et p • D’indiquer les possibles utilisations industrielles des éléments des blocs s et p Université Virtuelle Africaine 8 VIII. Objectifs spécifiques Unité Objectifs d’apprentissage À la fin de l’unité, vous devriez être capable de : 1. Le tableau périodique - indiquer la position d’un élément dans le tableau périodique à partir de son nombre atomique - utiliser les différentes présentations du tableau périodique - utiliser le tableau périodique pour classer les éléments selon le système UICPA - Identifier et situer les éléments du bloc s dans le tableau périodique selon leur configuration électronique - Identifier et situer les éléments du bloc p dans le tableau périodique selon leur configuration électronique - Classer les éléments dans les blocs s, p, d et f et comme métaux, non-métaux ou métalloïdes, selon leur position dans le tableau périodique. 2. La structure de l’atome des éléments des blocs s et p - Décrire et expliquer la périodicité des rayons atomique et ionique des éléments du tableau périodique - Expliquer et décrire comment les tendances des points de fusion et d’ébullition des éléments des blocs s et p sont liés à leurs structures électroniques - Décrire, expliquer et prédire la périodicité de l’électronégativité des éléments du tableau. - Décrire, expliquer et prédire la périodicité de l’énergie d’ionisation des éléments du tableau. - Décrire, expliquer et prédire la périodicité de l’affinité électronique des éléments du tableau. - Décrire, expliquer et prédire la périodicité des énergies de liaison nucléaire des éléments du tableau. - Calculer l’énergie de liaison nucléaire de chacun des éléments du tableau - Calculer la charge nucléaire effective de chacun des éléments du tableau périodique Université Virtuelle Africaine 9 3. Propriétés générales des éléments des blocs s et p - Examiner les valences des éléments des uploads/Litterature/ chimie-minerali-i-pdf 1 .pdf