C1 Exercices : L’atome

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C1 Exercices : L’atome

Exercice 1 (Juin 2008) :

Exercice 2 (Juin 2007) :

Exercice 3 (Juin 2005) :

Exercice 4 (Juin 2002) :

C1 Exercices : L’atome Page 2 Exercice 5 (2009) :

C1 Exercices : L’atome Page 3 Exercice 6 :

1. Donner la structure électronique des atomes suivants dans leur état fondamental :

;

;

;

;

;

;

;

2. En déduire la place dans la classification périodique de ces éléments.

3. A quelle famille appartient Na ? Ca ? Cl ? Ne ?

4. Donner la structure électronique des ions suivants : Na

⁺

; Cl

^-

; Ca

²⁺

; Ag

⁺

Correction : Exercice 1 :

1.1 Z : nombre de protons ; A nombre de nucléons

1.2 deutérium car Z = 1 proton et A = 2 (1 proton + 1 neutron) 1.3 élément chimique hydrogène car Z détermine l’élément chimique

Le deutérium et l’hydrogène sont deux isotopes car ils ont même nombre de protons mais un nombre de neutrons différents

Exercice 2 :

1.1 l’atome de fer contient 26 protons, 26 électrons (autant que de protons car c’est un atome), 56- 26 = 30 neutrons

1.2 en utilisant la règle de Klechkowski la structure électronique du fer est :

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

1.3

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ : le fer est la 4^ème période (ligne) et sur la 2+6=8^ème colonne

1.4

Exercice 3 :

1. 17 est le numéro atomique. Il représente le nombre de protons.

2. 17 électrons dans l’atome de chlore :

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

3.

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ : 3^ème période, 2+5 = 7^ème colonne

4.

Famille des halogènes (avant dernière colonne)

5.

L’ion chlorure Cl^- possède 1 électron de plus que l’atome de chlore : 18 électrons d’où la configuration électronique 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

Remarque : l’ion chlorure à la même structure électronique que le gaz rare le plus proche (Ar) c’est la règle de l’octet

Exercice 4 :

1. Le noyau de potassium 39 possède 19 protons et 39-19 = 20 neutrons (pas d’électrons dans le noyau)

Le noyau de potassium 41 possède 19 protons et 41-19 = 22 neutrons (pas d’électrons dans le noyau)

2. L’atome de potassium possède 19 électrons répartis suivant la règle de Klechkowski :

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹

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Exercice 5 :

IV-A propos de la classification périodique 1.

1.1. Le béryllium a pour numéro atomique 4 donc l’atome de béryllium possède 4 électrons. On place ces 4 électrons sur les sous-couches électroniques en suivant la règle de Klechkovski (illustrée ci contre)

Rappel : les sous-couches s peuvent contenir jusqu’à 2 électrons, les sous- couches p jusqu’à 6 électrons, les sous-couches d jusqu’à 10 électrons et f jusqu’à 14 électrons

On procède pour le chlore et l’argon de la même manière

et

1.2. Le béryllium va chercher à perdre 2 électrons pour avoir la structure électronique du gaz rare le plus proche i.e. l’hélium de configuration électronique (règle dite du duet). Il va donc former l’ion béryllium

Le chlore va chercher à gagner 1 électron pour avoir la structure électronique du gaz rare le plus proche i.e. l’argon (règle dite de l’octet). Il va donc former l’ion chorure

1.3. L’argon fait parti de la famille des gaz rares. Les gaz rares sont chimiquement inertes car leur couche externe est saturée.

2.

2.1. Les halogènes font partis de la 7^ème colonne et les gaz nobles de la 8^ème colonne.

2.2. La ligne indique le numéro de la couche externe. La colonne indique le nombre d’électrons présents dans la couche externe

3.

3.1. En passant du néon au sodium on change de couche externe (couche (L) pour le néon, couche (M) pour le sodium). Schéma du remplissage des couches :

Ce schéma explique pourquoi le rayon de l’atome de sodium est plus grand que l’atome de néon 3.2. Lors du passage du lithium au néon on ajoute des électrons sur la couche L. Les électrons sur la

couche subissent une force de nature électrostatique de la part de la charge positive du noyau.

Cette force est plus grande dans le cas du Néon que dans le cas du Lithium car 10 protons provoquent cette force dans le cas du néon contre 3 protons seulement dans le cas du lithium. Les électrons de la couche sont donc plus proche du noyau dans le néon que dans le lithium d’où la diminution du rayon de l’atome lors qu’on passe du lithium au néon.

Remarque : les 2 électrons de la couche K masque une partie de la charge positive du noyau mais ce

‘masque’ est le même pour tous les atomes de la seconde ligne donc il ne joue pas de rôle ici.

K L

M

K L

Sodium Na Néon Ne

C1 Exercices : L’atome Page 5 Exercice 6 :