Qu'est-ce qu'un élément de transition selon l'IUPAC ?
Un élément de transition a une sous-couche d ou f incomplète à l'état fondamental ou dans un état d'oxydation.
Quels groupes occupent les éléments de transition ?
Les groupes 3 à 12.
Combien d'éléments compte l'ensemble des éléments de transition ?
65 éléments.
Quelles sont les propriétés générales des métaux de transition ?
Ils sont durs, bons conducteurs thermiques et électriques.
Comment sont les températures de fusion et d'ébullition des métaux de transition ?
Elles sont élevées.
Dans quels acides la plupart des métaux de transition sont-ils solubles ?
Dans les acides non oxydants.
Quels métaux de transition ne sont pas solubles dans les acides non oxydants ?
Cu, Ag, Pt, Au et Hg.
À quelle période appartient la série 3d ?
À la quatrième période.
Quels éléments couvrent la série 3d ?
Du scandium ₂₁Sc au zinc ₃₀Zn.
Quel est le cœur électronique de la série 3d ?
Le cœur électronique est [Ar].
Quelle configuration électronique inhabituelle possède le chrome ?
[Ar] 4s¹ 3d⁵.
Pourquoi le chrome a-t-il la configuration [Ar] 4s¹ 3d⁵ ?
Parce que la sous-couche 3d demi-remplie est particulièrement stable.
Quelle configuration électronique inhabituelle possède le cuivre ?
[Ar] 4s¹ 3d¹⁰.
Pourquoi le cuivre a-t-il la configuration [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ ?
Parce que la sous-couche 3d complètement remplie est particulièrement stable.
Quels électrons sont retirés en premier lors de l’ionisation d’un métal de transition ?
Les électrons 4s sont retirés avant les 3d.
Comment évolue le rayon atomique de Sc à Zn ?
Le rayon atomique diminue de Sc à Ni puis augmente légèrement jusqu'à Zn.
Qu'est-ce qu'une orbitale d en mécanique quantique ?
C'est une orbitale avec le nombre quantique secondaire l = 2.
Combien d'orientations possède une orbitale d et quelles sont-elles ?
Cinq orientations : mₗ = -2, -1, 0, +1, +2.
Comment sont réparties les orbitales d en groupes ?
En deux groupes : e_g et t_2g.
Quelles orbitales d composent le groupe e_g ?
d_x²-y² et d_z².
Quelles orbitales d composent le groupe t_2g ?
d_xy, d_yz et d_xz.
Quelle est la différence d'orientation entre les groupes e_g et t_2g ?
e_g est orienté sur les axes, t_2g entre les axes.
Quelle est la caractéristique énergétique des cinq orbitales d dans un atome isolé ?
Elles sont dégénérées, de même énergie.
Qu'est-ce qu'un complexe de coordination ?
Un édifice formé d'un métal central lié à des ligands.
Quel rôle joue l'atome métallique central dans un complexe ?
Il est un acide de Lewis.
Que sont les ligands dans un complexe de coordination ?
Des bases de Lewis fournissant des doublets électroniques.
Qu'est-ce qu'un ligand ?
Une base de Lewis avec au moins un doublet électronique libre.
Quels sont les ligands anioniques cités ?
OH⁻, Cl⁻, Br⁻, F⁻, CN⁻ et SCN⁻.
Quels ligands neutres sont mentionnés ?
H₂O, NH₃ et CO.
Comment nomme-t-on les ligands dans la nomenclature IUPAC des complexes ?
Les ligands sont nommés avant le métal central.
Comment indique-t-on le degré d'oxydation du métal central en nomenclature IUPAC ?
Il est indiqué en chiffres romains entre parenthèses.
Quel suffixe prend le nom du métal dans un complexe anionique ?
Le suffixe -ate.
Comment nomme-t-on le métal dans un complexe neutre ou cationique ?
Il conserve son nom usuel.
Comment se nomme [Fe(CN)₆]³⁻ en nomenclature IUPAC ?
Ion hexacyanoferrate(III).
Comment se nomme Ni(CO)₄ en nomenclature IUPAC ?
Tétracarbonylnickel(0).
Quelle différence magnétique distingue un complexe paramagnétique d'un diamagnétique ?
Le paramagnétique est attiré par un champ magnétique, le diamagnétique est faiblement repoussé.
Comment calcule-t-on le spin total pour n électrons célibataires ?
Le spin total S vaut n divisé par 2.
Quelle formule donne le moment magnétique de spin en fonction de n ?
Le moment magnétique vaut √[n(n+2)] fois le magnéton de Bohr.
Quelle est la valeur numérique du magnéton de Bohr ?
Le magnéton de Bohr vaut 9,274 × 10⁻²⁴ A·m².
Quelle autre unité équivaut au magnéton de Bohr ?
Le magnéton de Bohr équivaut aussi à J·T⁻¹.
Combien d'électrons célibataires possède un ion d⁵ à haut spin ?
Il possède cinq électrons célibataires.
Quel est le moment magnétique théorique d'un ion d⁵ à haut spin ?
Le moment magnétique théorique est de 5,92 μ_B.
Qu'est-ce que la théorie du champ cristallin selon Hans Bethe en 1929 ?
Une interaction électrostatique entre ion central et charges ponctuelles ou dipôles.
Comment les ligands se placent-ils en géométrie octaédrique ?
Ils se placent sur les axes.
Quelle est la conséquence de la position des ligands sur les orbitales e_g en géométrie octaédrique ?
Les orbitales e_g sont fortement repoussées.
Comment les orbitales t_2g sont-elles affectées par les ligands en géométrie octaédrique ?
Elles subissent une répulsion moindre car orientées entre les ligands.
Quelle est la formule du dédoublement octaédrique Δ_o ?
Δ_o = E(e_g) - E(t_{2g}).
À quelle énergie relative se trouvent les orbitales e_g par rapport au barycentre ?
À +3/5 Δ_o.
À quelle énergie relative se trouvent les orbitales t_2g par rapport au barycentre ?
+2/5 Δ_o en dessous du barycentre.
Qu'impose la condition Δ_o > P sur la configuration électronique ?
Les électrons s'apparient dans t_2g avant d'occuper e_g.
Quelle configuration électronique correspond à un complexe à spin faible ?
Les électrons s'apparient dans t_2g avant d'occuper e_g.
Que se passe-t-il lorsque Δ_o < P dans un complexe ?
Les électrons occupent e_g selon la règle de Hund, formant un complexe à spin fort.
Comment se remplissent les orbitales pour les configurations d¹, d² et d³ ?
Les électrons remplissent t_2g selon la règle de Hund sans compétition entre Δ_o et P.
Quelle est la configuration électronique de Co³⁺ dans [CoF₆]³⁻ ?
t_2g⁴e_g² avec quatre électrons célibataires.
Quel type de ligand est F⁻ dans [CoF₆]³⁻ ?
Un ligand faible.
Quelle est la configuration électronique de Co³⁺ dans [Co(NH₃)₆]³⁺ ?
t_2g⁶e_g⁰ sans électron célibataire.
Quel type de ligand est NH₃ dans [Co(NH₃)₆]³⁺ ?
Un ligand fort.
Quelle est la formule de l'ESCC pour m électrons en t₂g et n en e_g ?
L'ESCC vaut E_s = ((3n - 2m)/5)Δ_o + kP.
Comment mesure-t-on l'écart Δ_o en spectroscopie ?
Par la longueur d'onde d'absorption maximale en UV-Visible.
En quelle unité s'exprime usuellement l'écart Δ_o ?
En centimètres inverse (cm⁻¹).
Quelle est la conversion énergétique de 1 cm⁻¹ en J·mol⁻¹ ?
1 cm⁻¹ = 11,97 J·mol⁻¹.
Quelle est la conversion énergétique de 1 cm⁻¹ en eV ?
1 cm⁻¹ = 1,24 × 10⁻⁴ eV.
Quelle est la conversion énergétique de 1 cm⁻¹ en kJ·mol⁻¹ ?
1 cm⁻¹ = 0,01197 kJ·mol⁻¹.
Quelle est l'ordre croissant de la série spectrochimique des ligands ?
I⁻ < Br⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < C₂O₄²⁻ < H₂O < NH₃ < NO₂⁻ << CN⁻ < CO.
Quelle structure cristalline forme le réseau d'anions dans NaCl ?
Un réseau cubique à faces centrées (CFC).
Quelle est la coordinence dans la structure NaCl ?
La coordinence est 6:6.
Quel est le nombre de formule unité Z dans la structure NaCl ?
Z vaut 4.
Quel réseau d'anions caractérise la structure CsCl ?
Un réseau cubique simple.
Quelle est la coordinence dans la structure CsCl ?
La coordinence est 8:8.
Quel réseau d'anions forme la blende ZnS ?
Un réseau cubique à faces centrées (CFC).
Quelle est la coordinence dans la structure blende ZnS ?
La coordinence est 4:4.
Dans la structure anti-fluorine Na₂O, quel réseau forment les anions O²⁻ ?
Ils forment un réseau cubique à faces centrées (CFC).
Quelle est la formule de la masse volumique d'une maille cristalline ?
ρ = (Z × M) / (N_A × a³).
Quelle relation lie l'arête a et les rayons ioniques dans une structure NaCl ?
a = 2(r⁺ + r⁻).
Quelle relation lie l'arête a et les rayons ioniques dans une structure CsCl ?
a√3 = 2(r⁺ + r⁻).
Quelle est la plus courte distance cation-anion dans la blende ZnS ?
d_min = (a√3) / 4.
Quel est le rayon calculé de Br⁻ dans CsBr avec a=420 pm et r(Cs⁺)=169 pm ?
Le rayon de Br⁻ est 194,7 pm.
Quel est le rapport r⁺/r⁻ dans CsBr avec r(Cs⁺)=169 pm et r(Br⁻)=194,7 pm ?
Le rapport r⁺/r⁻ est 0,868.
Ce rapport r⁺/r⁻ de 0,868 est-il compatible avec la structure CsCl ?
Oui, il est compatible avec la structure CsCl.
Quelle configuration électronique a Ti³⁺ dans [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?
Ti³⁺ est d¹.
Dans [Ti(H₂O)₆]³⁺, vers quel orbital l'électron est-il promu lors de l'absorption d-d ?
L'électron est promu de t_2g vers e_g.
À quelle valeur correspond le maximum d'absorption de [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?
Le maximum d'absorption est à 20 000 cm⁻¹.
Quelle est la longueur d'onde du maximum d'absorption de [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?
La longueur d'onde est de 500 nm.
Quelle est la valeur de l'énergie de dédoublement Δ_o pour [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?
Δ_o vaut 20 000 cm⁻¹.
Quelle est l'énergie de dédoublement Δ_o en kJ·mol⁻¹ pour [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?
Δ_o vaut 239,4 kJ·mol⁻¹.
Quelle est la configuration électronique de Fe²⁺ d⁶ avec H₂O en champ faible ?
La configuration est t_2g⁴e_g².
Quelle est la valeur de l'ESCC pour Fe²⁺ d⁶ avec H₂O et Δ_o = 10 400 cm⁻¹ ?
L'ESCC est de -4 160 cm⁻¹.
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1. Selon la définition de l’IUPAC, quelle caractéristique permet d’identifier un élément de transition ?
2. Quelle combinaison de propriétés caractérise généralement les métaux de transition ?
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