DEVOIR DE PHYSIQUE ? CHIMIE N°1

DEVOIR SURVEILLE N°6
- l'atome - Exercice 3 :
(5pts)
Compléter les informations manquantes. |Atomes ou ion |Ne |B |O2- |Cl |Al3+ |
|Symbole du |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] | |
|noyau de | | | | | |
|l'atome ou de | | | | | |
|l'ion | | | | | |
|Nombre de | | |8 |17 | |
|protons | | | | | |
|Nombre de |10 |8 | |18 |14 |
|neutrons | | | | | |
|Nombre | |5 | | | |
|d'électrons | | | | | |
|Structure | | | | |(K)2 (L)8 |
|électronique | | | | | | Exercice 4 : Le carbone
(7pts)
Le carbone est le constituant essentiel de la matière vivante. Il est
présent dans toutes les molécules organiques. Un atome de carbone, de
symbole C, a 12 nucléons dans son noyau. La charge électrique de son nuage
électronique est q = - 6xe.
1. Pourquoi peut-on dire que le noyau contient 6 protons ? Justifier.
(1pt)
2. Exprimer puis calculer la charge de son noyau. (0,5pt)
3. Donner le symbole de son noyau. (0,5pt)
4. Enoncer les règles de remplissage des électrons sur les couches
électroniques puis donner la structure électronique de l'atome de
carbone. (1pt)
5. Calculer la valeur approchée de la masse de l'atome de carbone (2
chiffres significatifs). 1pt
Données : mp = mn = 1,7.10-27kg, masse de l'électron : me = 9,1. 10-31kg
, charge élémentaire : e = 1,6.10-19 C
6. Pourquoi peut-on dire que la masse de l'atome est quasiment la même
que celle du noyau de l'atome? Justifier votre réponse par un calcul.
(1pt)
7. L'atome de carbone peut être représenté par une «sphère» de rayon R =
67 pm. Calculer le rayon r de son noyau. (1pt)
8. Donner le nombre d'atomes de carbone contenus dans un échantillon de
masse m = 1,00 g. (1pt) CORRECTION
Exercice 3 :
|Atomes ou ion |Ne |B |O2- |Cl |Al3+ |
|Symbole du |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
|noyau de | | | | | |
|l'atome ou de | | | | | |
|l'ion | | | | | |
|Nombre de |10 |5 |8 |17 |13 |
|protons | | | | | |
|Nombre de |10 |8 |8 |18 |14 |
|neutrons | | | | | |
|Nombre |10 |5 |10 |17 |10 |
|d'électrons | | | | | |
|Structure |(K)2 (L)8 |(K)2 |(K)2 (L)8 |(K)2 |(K)2 (L)8 |
|électronique | |(L)8(M)3 | |(L)8(M)7 | | Exercice 4 :
1. La charge électrique du nuage électronique de l'atome de carbone est q
= - 6xe. Cela signifie qu'il est constitué de 6 électrons. Or comme un
atome est électriquement neutre il possède 6 protons, la charge
électrique d'un proton étant positive.
2. Charge de son noyau : qnoyau = +6e = 9,6.10-19 C
3. Symbole du noyau : [pic]
4. Remplissage des couches électroniques :
. Une couche électronique ne peut contenir qu'un nombre limité
d'électrons : 2 électrons sur la couche K ; 8 électrons sur la couche
L ; 18 électrons sur la couche M ;
. Les électrons occupent successivement les couches en commençant
d'abord par la couche K puis, quand celle-ci est saturée, d'autres se
placent sur la couche L, etc...
. Structure électronique de l'atome de carbone : (K)2 (L)4
5. matome = A.mnucléon A.N. : matome= 12x1,7.10-27= 2,0.10-26kg
6. [pic] . La masse d'un électron étant environ 1800 fois plus petite que
celle d'un nucléon, on peut affirmer que la masse d'un électron est
négligeable devant celle d'un nucléon. La masse d'un atome est donc
concentrée dans son noyau.
7. On sait que le rayon d'un atome est environ 100 000 fois plus grand
que celui de son noyau donc : [pic]
8. Dans un échantillon de masse m, il y a : [pic]