12/10/11 AB_DV1_2011_2012.doc 1/2
NOM : ... Prénom : ... Classe : 2nde 3
Le 12/10/2011 DEVOIR N°1 (1h) Page : 1/2
I. Puissances de 10 et notation scientifique (4 points)
• Remplir le tableau suivant. Les résultats seront écrits en notation scientifique, sous la forme : a × 10n avec a compris entre 1 et 10
N° Enoncés Réponses
1 104 × 10-5
2 30 × 105 × 102 × 4 3 (4 × 2 × 0,1 × 1012)
2
4 10-5
(105 × 100 × 4)
5 100 000 000 × 4 × 0,0002
II. Ordre de grandeur de quelques distances (3,5 points)
• Compléter le tableau suivant
Taille valeur dans l’unité
légale de distance(m) notation scientifique(m) ordre de grandeur(m) Un homme de 1,78 m
Train de marchandises long de 2,56 km La main de taille 12 cm Un cafard de taille 54 mm III. Eta carina (3 points)
• Eta carina est une étoile de type géante bleue, qui se situe à 7,1 × 1016 km de la Terre.
• Données : célérité de la lumière dans le vide : c=3,0 × 108 m/s ; 1 an =365 jours 1) Donner la définition d’une année lumière.
2) Démontrer qu’une année lumière représente une distance de 9,5 × 1012 km. Détaillez votre calcul.
3) Déterminer à combien d'années-lumière elle se situe de la Terre.
4) L’image de l’étoile que nous recevons sur Terre actuellement représente-t-elle l’étoile telle qu’elle se présente actuellement ? Dans le cas contraire quel est l’âge de cette image ?
5) Une unité astronomique correspond à la distance Terre - Soleil. 1U.A = 1,50 × 108 km Déterminer la distance en U.A séparant l’étoile de la Terre.
IV. Composition d’un atome et structure électronique (3 points)
• Compléter le tableau suivant
Atome Ar (argon) Si (silicium) Na (sodium) S (soufre)
Symbole du noyau 4018Ar 29….Si 23….Na ….….S
Nombre d’électrons ... 14 ... ...
Nombre de protons ... ... ... 16
Nombre de neutrons ... ... ... 16
Structure électronique ... ... (K)2(L)8(M)1 ...
Nombre d’électrons externes ... ... ... ...
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V. L’élément magnésium (d’après un article de Wikipedia) (6,5 points)
• Nom : magnésium ;
• Symbole : Mg ;
• Numéro atomique : Z = 12
• Masse volumique : µ(Mg) = 1738 kg.m-3
• Couleur blanc-gris métallique
• Rayon atomique R1 = 150 pm = 1,50 × 10-10 m
• Isotopes les plus stables : 24Mg : 78,99 % ; 25Mg : 11,01 % ; 26Mg : 10,00 %
• m(nucléon) = 1,67 × 10-27 kg ; m(électron) = 9,10 × 10-31 kg ; charge(proton) = e = 1,6.10-19 C ; charge(electron) = -e = -1,6.10-19 C
« Le magnésium est un métal alcalino-terreux. C'est le huitième élément le plus abondant de la croûte terrestre, le troisième métal derrière l'aluminium et le fer. C'est aussi le troisième composant des sels dissous dans l'eau de mer. Le nom magnésium provient du nom grec d'un district de Thessalie appelé Magnesia. Cette ville était extrêmement riche en magnésium et ce sous différentes formes. En Angleterre, Joseph Black reconnut le magnésium comme un élément en 1755. Le magnésium, métal possédant de faibles caractéristiques mécaniques, est très léger (un tiers plus léger que l'aluminium); d'aspect blanc- argenté, il se ternit légèrement une fois exposé à l'air par formation d'un oxycarbonate. En solution, il forme des ions Mg2+. Les sels de magnésium sont très solubles dans l'eau. Le magnésium est largement employé dans les alliages à base d'aluminium destinés à la déformation plastique, servant à la
fabrication de profilés ou des canettes de boissons, qui en consomme des quantités importantes.. Utilisés principalement dans l'aéronautique, les alliages de magnésium commencent à s'étendre dans d'autres secteurs d'activités, notamment dans l'industrie automobile où la politique est actuellement de minimiser le poids des véhicules afin de réduire la consommation en carburant. »
1) Donner la composition d’un atome de magnésium 2512Mg 2) Donner la structure électronique de cet atome
3) L’ion magnésium Mg2+ est-il un cation ou un anion ? Justifier.
L’ion magnésium Mg2+ a-t-il gagné ou perdu des électrons ? Justifier.
L’ion magnésium Mg2+ a-t-il gagné ou perdu des protons ? Justifier.
Donner la structure électronique de l’ion magnésium Mg2+.
4) Quel est l’intérêt du magnésium dans la construction automobile ?
5) Le noyau du magnésium ayant un rayon R2 = 1,5 × 10-15 m, calculer le rapport entre le rayon atomique du magnésium et celui de son noyau. Quelle conclusion peut-on en tirer ?
6) Donner la définition de l’isotopie.
7) Ecrire l’expression littérale de la masse m d’un atome de magnésium 25Mg puis calculer sa valeur approchée.
8) Calculer la charge totale q du noyau de magnésium 25Mg.
