DM 8 Pour le lundi 23 février 2015
TSI 1 Lycée Louis Vincent Metz
Devoir à la Maison n°8 – Correction Architecture de la matière
A propos du Chrome I. Configurations électroniques :
1. Configuration électronique du chrome : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
2. Afin de se stabiliser, l’atome tend à favoriser les sous-couches pleins ou à moitié remplies (que des électrons appariés ou célibataires) d’où l’exception du Chrome qui possède une couche de valence en 4s1 3d5.
3. La valeur de n la plus grande est 4, donc le chrome appartient à la 4e période. De plus, il appartient à la 4e colonne du bloc d donc la 6e colonne de la classification pérdioque. Il appartient aux éléments de transition.
4. L’élément situé juste en dessous du chrome possède une configuration électronique se terminant en 4d4. On en déduit la configuration : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d4 d’où Z = 42 5. Ion Cr3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d3
II. Le chrome métallique : 1. Voir ci-contre.
2. Cette maille comporte : 8 x 1/8 + 1 = 2 atomes/maille.
3. Si les atomes sont en contact sur la diagonale du cube, alors a 3=4RCr⇔a=4RCr
3 =0, 273nm.
La masse d’une maille est : m=2matome=2M Cr
( )
NA . Le volume de la maille est V = a3. On en déduit la masse volumique : ρ=m
V =2M Cr
( )
a3NA =8540kg.m−3 III. Les oxydes de chrome :
1. Les cristaux sont globalement neutres, les ions oxydes sont chargé 2-. Ainsi, si l’on suppose les ions chrome de la forme Crx+ on a :
Pour CrO3 : x−3×2=0⇒x=6. Ions Cr6+
Pour Cr2O3 : 2x−3×2=0⇒x=3. Ions Cr3+
2. Dans la structure décrite, le nombre de Chrome est : NCr = 8 x 1/8 = 1 /maille. Pour les oxydes : NO = 12 X 4 = 3 / maille. Il s’agit donc du cristal de CrO3
IV. Le minerai naturel : 1. Voir ci-contre.
2. Dans une maille, il y a : 8x1/8 + 6x1/2 = 4 O2- ; 4x1/4+1 = 2 Cr3+ et 1 ion Fer
3. On en déduit la formule chimique : FeCr2O4. Le cristal est globalement neutre, il faut donc : q+2×3−4×2=0⇒q=2. Il s’agit de Fer2+
DM 8 Pour le lundi 23 février 2015
TSI 1 Lycée Louis Vincent Metz
Devoir à la Maison n°8 – Correction Architecture de la matière
A propos du Chrome I. Configurations électroniques :
1. Configuration électronique du chrome : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
2. Afin de se stabiliser, l’atome tend à favoriser les sous-couches pleins ou à moitié remplies (que des électrons appariés ou célibataires) d’où l’exception du Chrome qui possède une couche de valence en 4s1 3d5.
3. La valeur de n la plus grande est 4, donc le chrome appartient à la 4e période. De plus, il appartient à la 4e colonne du bloc d donc la 6e colonne de la classification pérdioque. Il appartient aux éléments de transition.
4. L’élément situé juste en dessous du chrome possède une configuration électronique se terminant en 4d4. On en déduit la configuration : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d4 d’où Z = 42 5. Ion Cr3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d3
II. Le chrome métallique : 1. Voir ci-contre.
2. Cette maille comporte : 8 x 1/8 + 1 = 2 atomes/maille.
3. Si les atomes sont en contact sur la diagonale du cube, alors a 3=4RCr⇔a=4RCr
3 =0, 273nm.
La masse d’une maille est : m=2matome=2M Cr
( )
NA . Le volume de la maille est V = a3. On en déduit la masse volumique : ρ=m
V=2M Cr
( )
a3NA =8540kg.m−3 III. Les oxydes de chrome :
1. Les cristaux sont globalement neutres, les ions oxydes sont chargé 2-. Ainsi, si l’on suppose les ions chrome de la forme Crx+ on a :
Pour CrO3 : x−3×2=0⇒x=6. Ions Cr6+
Pour Cr2O3 : 2x−3×2=0⇒x=3. Ions Cr3+
2. Dans la structure décrite, le nombre de Chrome est : NCr = 8 x 1/8 = 1 /maille. Pour les oxydes : NO = 12 X 4 = 3 / maille. Il s’agit donc du cristal de CrO3
IV. Le minerai naturel : 1. Voir ci-contre.
2. Dans une maille, il y a : 8x1/8 + 6x1/2 = 4 O2- ; 4x1/4+1 = 2 Cr3+ et 1 ion Fer
On en déduit la formule chimique : FeCr2O4. Le cristal est globalement neutre, il faut donc : q+2×3−4×2=0⇒q=2. Il
