{"id":114808,"date":"2022-03-01T23:18:33","date_gmt":"2022-03-01T22:18:33","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/calcium-protons-neutrons-electrons-configuration-electronique\/"},"modified":"2022-04-20T12:13:51","modified_gmt":"2022-04-20T11:13:51","slug":"calcium-protons-neutrons-electrons-configuration-electronique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/calcium-protons-neutrons-electrons-configuration-electronique\/","title":{"rendered":"Calcium – Protons – Neutrons – \u00c9lectrons – Configuration \u00e9lectronique"},"content":{"rendered":"

\"Configuration<\/a><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

icon : info-circle<\/a><\/span><\/p>\n

Le calcium est un m\u00e9tal alcalino-terreux, c’est un m\u00e9tal jaune p\u00e2le r\u00e9actif qui forme une couche d’oxyde-nitrure sombre lorsqu’il est expos\u00e9 \u00e0 l’air.\u00a0Ses propri\u00e9t\u00e9s physiques et chimiques sont les plus similaires \u00e0 celles de ses homologues plus lourds, le strontium et le baryum.<\/span><\/p>\n

La plus grande utilisation de calcium m\u00e9tallique est dans la sid\u00e9rurgie, en raison de sa forte affinit\u00e9 chimique pour l’oxyg\u00e8ne et le soufre.<\/span><\/p>\n

Le calcium-m\u00e9tal pur est maintenant fabriqu\u00e9 commercialement en chauffant de la chaux avec de l’aluminium.<\/span><\/p>\n

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icon : plus-circle<\/a><\/span><\/p>\n

Protons et neutrons dans le Calcium<\/span><\/h2>\n

\"Nombre<\/a>Le calcium<\/span><\/strong> est un \u00e9l\u00e9ment chimique de num\u00e9ro atomique\u00a0<\/span>20<\/span><\/strong>, ce qui signifie qu’il y a 20 protons dans son noyau.\u00a0Le nombre total de protons dans le noyau est appel\u00e9 le <\/span>num\u00e9ro atomique<\/span><\/strong> de l’atome et re\u00e7oit le <\/span>symbole Z<\/span><\/strong>.\u00a0La charge \u00e9lectrique totale du noyau est donc +Ze, o\u00f9 e (charge \u00e9l\u00e9mentaire) vaut <\/span>1 602 x 10<\/span>-19<\/span><\/sup> coulombs<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Le nombre total de <\/span>neutrons<\/span><\/a> dans le noyau d’un atome est appel\u00e9 le <\/span>nombre de neutrons<\/span><\/strong> de l’atome et re\u00e7oit le <\/span>symbole N<\/span><\/strong>.\u00a0Le nombre de neutrons plus le num\u00e9ro atomique est \u00e9gal au nombre de masse atomique: <\/span>N+Z=A<\/span><\/strong>.\u00a0La diff\u00e9rence entre le nombre de neutrons et le num\u00e9ro atomique est appel\u00e9e <\/span>exc\u00e8s de neutrons<\/span><\/strong>: D = N \u2013 Z = A \u2013 2Z.<\/span><\/p>\n

Pour les \u00e9l\u00e9ments stables, il existe g\u00e9n\u00e9ralement une vari\u00e9t\u00e9 d’isotopes stables.\u00a0<\/span>Les isotopes<\/span><\/strong>\u00a0sont des nucl\u00e9ides qui ont le m\u00eame num\u00e9ro atomique et sont donc le m\u00eame \u00e9l\u00e9ment, mais diff\u00e8rent par le nombre de neutrons.\u00a0Les nombres de masse des isotopes typiques du\u00a0<\/span>calcium<\/span><\/strong> sont de <\/span>40; 42; 43; 44; 46.\u00a0<\/span><\/strong><\/p>\n

Principaux isotopes du Chlore<\/span><\/h3>\n

Le calcium naturel est un m\u00e9lange de cinq isotopes stables (40<\/sup>Ca, 42<\/sup>Ca, 43<\/sup>Ca, 44<\/sup>Ca et 46<\/sup>Ca) et d’un isotope avec une demi-vie si longue qu’il peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme stable \u00e0 toutes fins pratiques (48<\/sup>Ca, avec une demi-vie de environ 4,3 \u00d7 1019 ans). Le calcium est le premier \u00e9l\u00e9ment (le plus l\u00e9ger) \u00e0 avoir six isotopes naturels.<\/span><\/p>\n

Le calcium-40 est compos\u00e9 de 20 protons, 20 neutrons et 20 \u00e9lectrons. L’isotope de loin le plus courant du calcium dans la nature est le 40<\/sup>Ca, qui repr\u00e9sente 96,941 % de tout le calcium naturel. Il est produit dans le processus de combustion du silicium \u00e0 partir de la fusion de particules alpha et est le nucl\u00e9ide stable le plus lourd avec des nombres de protons et de neutrons \u00e9gaux.<\/span><\/p>\n

Le calcium-42 est compos\u00e9 de 20 protons, 22 neutrons et 20 \u00e9lectrons.<\/span><\/p>\n

Le calcium-43 est compos\u00e9 de 20 protons, 23 neutrons et 20 \u00e9lectrons.<\/span><\/p>\n

Le calcium-44 est compos\u00e9 de 20 protons, 24 neutrons et 20 \u00e9lectrons.<\/span><\/p>\n

Le calcium-46 est compos\u00e9 de 20 protons, 26 neutrons et 20 \u00e9lectrons.\u00a0Le 46Ca et le 48Ca sont les premiers nucl\u00e9ides \u00ab\u00a0classiquement stables\u00a0\u00bb avec respectivement un exc\u00e8s de six ou huit neutrons.\u00a0Bien qu’extr\u00eamement riche en neutrons pour un \u00e9l\u00e9ment aussi l\u00e9ger, le 48Ca est tr\u00e8s stable car c’est un noyau doublement magique, comportant 20 protons et 28 neutrons dispos\u00e9s en coquilles ferm\u00e9es.<\/span><\/p>\n

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Isotopes stables<\/span><\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Isotope<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nAbondance<\/span><\/strong><\/td>\nNombre de neutrons<\/span><\/strong><\/a><\/td>\n<\/tr>\n
40<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n96,94 %<\/span><\/td>\n20<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
42<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n0,647 %<\/span><\/td>\n22<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
43<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n0,135\u00a0%<\/span><\/td>\n23<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
44<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n2,086 %<\/span><\/td>\n24<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
46<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n0,004\u00a0%<\/span><\/td>\n26<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Isotopes instables typiques<\/span><\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n
Isotope<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nDemi-vie<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nMode de d\u00e9composition<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nProduit<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
41<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n9,94(15)\u00d710<\/span>4<\/span><\/sup> a<\/span><\/td>\ncapture d’\u00e9lectrons<\/span><\/a><\/td>\n41<\/span><\/sup>K<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
45<\/span><\/sup>Ca<\/span><\/strong><\/td>\n162,61(9) d<\/span><\/td>\nd\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata<\/span><\/a><\/td>\n45<\/span><\/sup>Sc<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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icon : r\u00e9agir<\/a><\/span><\/p>\n

\u00c9lectrons et configuration \u00e9lectronique<\/span><\/h2>\n

Le nombre d’\u00e9lectrons dans un atome \u00e9lectriquement neutre est le m\u00eame que le nombre de protons dans le noyau.\u00a0Par cons\u00e9quent, le nombre d’\u00e9lectrons dans l’atome neutre de\u00a0<\/span>calcium<\/span><\/strong>\u00a0est de\u00a0<\/span>20.<\/span><\/strong>\u00a0Chaque \u00e9lectron est influenc\u00e9 par les champs \u00e9lectriques produits par la charge nucl\u00e9aire positive et les autres (Z – 1) \u00e9lectrons n\u00e9gatifs de l’atome.<\/span><\/p>\n

<\/span>Puisque le nombre d’\u00e9lectrons et leur disposition sont responsables du comportement chimique des atomes, le <\/span>num\u00e9ro atomique<\/span><\/strong><\/a> identifie les diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments chimiques.\u00a0La configuration de ces \u00e9lectrons d\u00e9coule des principes de la m\u00e9canique quantique.\u00a0Le nombre d’\u00e9lectrons dans les couches d’\u00e9lectrons de chaque \u00e9l\u00e9ment, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur d\u00e9terminant son comportement de liaison chimique.\u00a0Dans le tableau p\u00e9riodique, les \u00e9l\u00e9ments sont class\u00e9s par ordre croissant de num\u00e9ro atomique Z.<\/span><\/p>\n

La configuration \u00e9lectronique du <\/span>calcium<\/span><\/strong> est\u00a0<\/span>[Ar] 4s2<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Les \u00e9tats d’oxydation possibles sont <\/span>+2<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Comme les autres \u00e9l\u00e9ments plac\u00e9s dans le groupe 2 du tableau p\u00e9riodique, le calcium a deux \u00e9lectrons de valence dans l’orbitale s la plus externe, qui sont tr\u00e8s facilement perdus dans les r\u00e9actions chimiques pour former un ion dipositif avec la configuration \u00e9lectronique stable d’un gaz noble, dans ce cas d’argon.\u00a0Par cons\u00e9quent, le calcium est presque toujours divalent dans ses compos\u00e9s, qui sont g\u00e9n\u00e9ralement ioniques.<\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

icon : nextcloud<\/a><\/span><\/p>\n

Compos\u00e9 de Calcium le plus courant<\/span><\/h3>\n

Le calcaire est un type de roche s\u00e9dimentaire carbonat\u00e9e.\u00a0Il est compos\u00e9 principalement des min\u00e9raux calcite et aragonite, qui sont diff\u00e9rentes formes cristallines de carbonate de calcium (CaCO3).\u00a0Le principal composant du calcaire est le carbonate de calcium (CaCO3), \u00e9galement connu sous le nom de calcite, qui est form\u00e9 par le compactage des restes d’animaux et de plantes coralliens au fond des oc\u00e9ans.\u00a0Il varie d’une substance blanche molle (craie) \u00e0 une substance tr\u00e8s dure (marbre).<\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

<\/span>\u00c0 propos des protons<\/div>
<\/span><\/p>\n

\"proton\"<\/a>Un proton<\/span><\/strong> est l’une\u00a0<\/span>des particules subatomiques<\/span><\/a> qui composent la mati\u00e8re.\u00a0Dans l’univers, les protons sont abondants, constituant\u00a0<\/span>environ la moiti\u00e9<\/span><\/strong> de toute la mati\u00e8re visible. Il a\u00a0<\/span>une charge \u00e9lectrique positive (+1e)<\/span><\/strong> et une masse au repos \u00e9gale \u00e0 1,67262 \u00d7 10<\/span>\u221227<\/span><\/sup> kg (<\/span>938,272 MeV\/c<\/span><\/strong>2<\/span><\/sup><\/strong>) \u2014 l\u00e9g\u00e8rement plus l\u00e9ger que celui du neutron mais pr\u00e8s de 1836 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui de l’\u00e9lectron. Le proton a un rayon carr\u00e9 moyen d’environ 0,87 \u00d7 10<\/span>\u221215<\/span><\/sup>\u00a0m, ou 0,87 fm, et c’est un spin \u2013 \u00bd fermion.<\/span><\/span><\/p>\n

Les protons<\/span><\/strong> existent dans les noyaux des atomes typiques, avec leurs homologues neutres, les neutrons. Les neutrons et les protons, commun\u00e9ment appel\u00e9s\u00a0<\/span>nucl\u00e9ons<\/span><\/strong>, sont li\u00e9s ensemble dans le noyau atomique, o\u00f9 ils repr\u00e9sentent 99,9 % de la masse de l’atome. Les recherches en physique des particules de haute \u00e9nergie au XXe si\u00e8cle ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que ni le neutron ni le proton\u00a0<\/span>ne sont<\/span><\/strong> le plus petit \u00e9l\u00e9ment constitutif de la mati\u00e8re.<\/span><\/p>\n

<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

<\/span>\u00c0 propos des neutrons<\/div>
<\/span><\/p>\n

Un neutron<\/span><\/strong> est l’une\u00a0<\/span>des particules subatomiques<\/span><\/a> qui composent la mati\u00e8re. Dans l’univers, les neutrons sont abondants, constituant\u00a0<\/span>plus de la moiti\u00e9<\/span><\/strong> de toute la mati\u00e8re visible.\u00a0Il n’a\u00a0<\/span>pas de charge \u00e9lectrique<\/span><\/strong>\u00a0et une masse au repos \u00e9gale \u00e0 1,67493 \u00d7 10\u221227 kg – l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieure \u00e0 celle du proton mais pr\u00e8s de 1839 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle de l’\u00e9lectron.\u00a0Le neutron a un rayon carr\u00e9 moyen d’environ 0,8 \u00d7 10\u221215 m, ou 0,8 fm, et c’est un fermion de spin \u00bd.<\/span><\/p>\n

Les noyaux atomiques sont constitu\u00e9s de protons et de neutrons, qui s’attirent par <\/span>la force nucl\u00e9aire<\/span><\/strong>, tandis que les protons se repoussent par <\/span>la force \u00e9lectrique<\/span><\/strong> en raison de leur charge positive. Ces deux forces entrent en comp\u00e9tition, conduisant \u00e0 diverses stabilit\u00e9s des noyaux. Il n’y a que certaines combinaisons de neutrons et de protons, qui forment\u00a0<\/span>des noyaux stables<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Les neutrons stabilisent le noyau<\/span><\/strong>, car ils s’attirent ainsi que les protons, ce qui permet de compenser la r\u00e9pulsion \u00e9lectrique entre les protons. En cons\u00e9quence, \u00e0 mesure que le nombre de protons augmente,\u00a0<\/span>un rapport croissant de neutrons sur protons est n\u00e9cessaire<\/span><\/strong> pour former un noyau stable.\u00a0S’il y a trop ou trop peu de neutrons pour un nombre donn\u00e9 de protons, le noyau r\u00e9sultant n’est pas stable et il subit une\u00a0<\/span>d\u00e9sint\u00e9gration radioactive<\/span><\/a>.\u00a0<\/span>Les isotopes instables se<\/span><\/strong> d\u00e9sint\u00e8grent par diverses voies de d\u00e9sint\u00e9gration radioactive, le plus souvent la d\u00e9sint\u00e9gration alpha, la d\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata ou la capture d’\u00e9lectrons.\u00a0De nombreux autres types de d\u00e9sint\u00e9gration rares, tels que la fission spontan\u00e9e ou l’\u00e9mission de neutrons, sont connus.\u00a0Il convient de noter que toutes ces voies de d\u00e9sint\u00e9gration peuvent s’accompagner de\u00a0<\/span>l’\u00e9mission subs\u00e9quente de\u00a0<\/span>rayonnement gamma<\/span><\/a><\/strong>.\u00a0Les d\u00e9sint\u00e9grations alpha ou b\u00eata pures sont tr\u00e8s rares.<\/span><\/p>\n

<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

<\/span>\u00c0 propos des \u00e9lectrons et de la configuration des \u00e9lectrons<\/div>
<\/span><\/p>\n

Le tableau p\u00e9riodique est un affichage tabulaire des \u00e9l\u00e9ments chimiques organis\u00e9s en fonction de leurs num\u00e9ros atomiques, de leurs configurations \u00e9lectroniques et de leurs propri\u00e9t\u00e9s chimiques. La configuration \u00e9lectronique est la distribution des \u00e9lectrons d’un atome ou d’une mol\u00e9cule (ou d’une autre structure physique) dans des orbitales atomiques ou mol\u00e9culaires. La connaissance de la\u00a0<\/span>configuration \u00e9lectronique<\/span><\/strong> des diff\u00e9rents atomes est utile pour comprendre la structure du tableau p\u00e9riodique des \u00e9l\u00e9ments.<\/span><\/p>\n

Chaque solide, liquide, gaz et plasma est compos\u00e9 d’atomes neutres ou ionis\u00e9s. Les\u00a0<\/span>propri\u00e9t\u00e9s chimiques de l’atome<\/span><\/strong> sont d\u00e9termin\u00e9es par le nombre de protons, en fait, par le nombre et <\/span>la disposition des \u00e9lectrons<\/span><\/strong>.\u00a0La\u00a0<\/span>configuration de ces \u00e9lectrons<\/span><\/strong>\u00a0d\u00e9coule des principes de la m\u00e9canique quantique.\u00a0Le nombre d’\u00e9lectrons dans les couches d’\u00e9lectrons de chaque \u00e9l\u00e9ment, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur d\u00e9terminant son comportement de liaison chimique.\u00a0Dans le tableau p\u00e9riodique, les \u00e9l\u00e9ments sont class\u00e9s par ordre croissant de num\u00e9ro atomique Z.<\/span><\/p>\n

C’est le <\/span>principe d’exclusion de Pauli<\/span><\/strong><\/a> qui exige que les \u00e9lectrons d’un atome occupent diff\u00e9rents niveaux d’\u00e9nergie au lieu qu’ils se condensent tous dans l’\u00e9tat fondamental.\u00a0L’ordre des \u00e9lectrons dans l’\u00e9tat fondamental des atomes multi\u00e9lectrons commence par l’\u00e9tat d’\u00e9nergie le plus bas (\u00e9tat fondamental) et se d\u00e9place progressivement de l\u00e0 vers le haut de l’\u00e9chelle d’\u00e9nergie jusqu’\u00e0 ce que chacun des \u00e9lectrons de l’atome se soit vu attribuer un ensemble unique de nombres quantiques.\u00a0Ce fait a des implications essentielles pour la construction du tableau p\u00e9riodique des \u00e9l\u00e9ments.<\/span><\/p>\n

\"configuration<\/a>Les deux premi\u00e8res colonnes sur le c\u00f4t\u00e9 gauche du tableau p\u00e9riodique sont celles o\u00f9 les\u00a0 sous-couches\u00a0<\/span>s<\/span><\/em> \u00a0sont occup\u00e9es.\u00a0Pour cette raison, les deux premi\u00e8res lignes du tableau p\u00e9riodique sont \u00e9tiquet\u00e9es le\u00a0<\/span>bloc s<\/span><\/strong>. De m\u00eame, le\u00a0<\/span>bloc p<\/span><\/strong> sont les six colonnes les plus \u00e0 droite du tableau p\u00e9riodique, le\u00a0<\/span>bloc d <\/span><\/strong>est les 10 colonnes du milieu du tableau p\u00e9riodique, tandis que le <\/span>bloc f <\/span><\/strong>est la section de 14 colonnes qui est normalement repr\u00e9sent\u00e9e comme d\u00e9tach\u00e9e du corps principal. du tableau p\u00e9riodique.\u00a0Il pourrait faire partie du corps principal, mais alors le tableau p\u00e9riodique serait plut\u00f4t long et encombrant.<\/span><\/p>\n

Pour les atomes avec de nombreux \u00e9lectrons, cette notation peut devenir longue et donc une notation abr\u00e9g\u00e9e est utilis\u00e9e. La configuration \u00e9lectronique peut \u00eatre visualis\u00e9e comme les \u00e9lectrons de c\u0153ur, \u00e9quivalents au\u00a0<\/span>gaz noble<\/span><\/strong>\u00a0de la p\u00e9riode pr\u00e9c\u00e9dente, et les \u00e9lectrons de valence (par exemple [Xe] 6s2 pour le baryum).<\/span><\/p>\n

\u00c9tats d’oxydation<\/span><\/h3>\n

Les \u00e9tats d’oxydation sont g\u00e9n\u00e9ralement repr\u00e9sent\u00e9s par des nombres entiers qui peuvent \u00eatre positifs, nuls ou n\u00e9gatifs.\u00a0La plupart des \u00e9l\u00e9ments ont plus d’un \u00e9tat d’oxydation possible.\u00a0Par exemple, le carbone a neuf \u00e9tats d’oxydation entiers possibles de -4 \u00e0 +4.<\/span><\/p>\n

La d\u00e9finition actuelle de l’\u00e9tat d’oxydation du livre d’or IUPAC est:<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0L’\u00e9tat d’oxydation d’un atome est la charge de cet atome apr\u00e8s approximation ionique de ses liaisons h\u00e9t\u00e9ronucl\u00e9aires…\u00a0\u00bb<\/span><\/em><\/p>\n

et le terme nombre d’oxydation est presque synonyme.\u00a0Un \u00e9l\u00e9ment qui n’est combin\u00e9 \u00e0 aucun autre \u00e9l\u00e9ment diff\u00e9rent a un \u00e9tat d’oxydation de 0. L’\u00e9tat d’oxydation 0 se produit pour tous les \u00e9l\u00e9ments – c’est simplement l’\u00e9l\u00e9ment sous sa forme \u00e9l\u00e9mentaire.\u00a0Un atome d’un \u00e9l\u00e9ment dans un compos\u00e9 aura un \u00e9tat d’oxydation positif s’il a eu des \u00e9lectrons retir\u00e9s.\u00a0De m\u00eame, l’ajout d’\u00e9lectrons entra\u00eene un \u00e9tat d’oxydation n\u00e9gatif.\u00a0Nous avons \u00e9galement distingu\u00e9 les \u00e9tats d’oxydation possibles et communs de chaque \u00e9l\u00e9ment.\u00a0Par exemple, le silicium a neuf \u00e9tats d’oxydation entiers possibles de -4 \u00e0 +4, mais seuls -4, 0 et +4 sont des \u00e9tats d’oxydation communs.<\/span><\/p>\n

<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

R\u00e9sum\u00e9<\/span><\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\u00c9l\u00e9ment<\/span><\/td>\nCalcium<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nombre de protons<\/span><\/td>\n20<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nombre de neutrons (isotopes typiques)<\/span><\/td>\n40; 42; 43; 44; 46<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nombre d’\u00e9lectrons<\/span><\/td>\n20<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Configuration \u00e9lectronique<\/span><\/td>\n[Ar] 4s2<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
\u00c9tats d’oxydation<\/span><\/td>\n+2<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

\"Calcium-tableau<\/a><\/p>\n

Source : www.luciteria.com<\/span><\/p>\n

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