Révisions DS Chimie

Révisions DS1 2020

Chimie

1. Donner le nom et la signification de chaque partie du symbole 2. Donner la composition de l’ion

3. Quand peut-on dire que deux noyaux sont isotopes ?

4. Un ion fluorure possède 10 neutrons et 10 électrons : Compléter, en le justifiant, le symbole :

5. En déduire la masse d’un ion fluorure.

6. Définir la mole.

7. La caféine a pour formule brute C₈H₁₀N₄O₂. Combien y-a-t-il de molécules de caféine dans 3,5 g de caféine ?

𝐴𝑍𝑋

 3 56

26

Fe

F

....

Partie 1

Données : masse de l'électron: m_e=9,11.10^-31kg ; masse d’un nucléon : m_n=1,67.10^-27 kg ; h= 6.63.10^-34J.s ; c=3,00.10⁸ m.s¹ ; R_H=1,097.10⁷m^-1, N_A =6,022.10²³mol^-1, e = 1,60.10^-19 C.

1. Donner la formule de Bohr E_n=f(n) et la formule de Rydberg pour l’atome d’hydrogène. Préciser la signification et l’unité de chaque terme employé.

2. L’électron d’un atome d’hydrogène passe du niveau 3 au niveau 4. A l’aide de la formule de Bohr, calculer ΔE en eV, puis en J. En déduire la longueur d’onde du photon absorbé, en mètres puis en nanomètres.

3. Quel est le comportement d’un atome d’hydrogène, dans son état fondamental, recevant une radiation de fréquence 0,3077. 10⁷ GHz ?

Chaque raisonnement doit être justifié, les calculs doivent être détaillés et les schémas sont les bienvenus.

Partie 2

Données : masse de l'électron: m_e=9,11.10^-31kg ; masse d’un nucléon : m_n=1,67.10^-27 kg ; h= 6.63.10^-34J.s ; c=3,00.10⁸ m.s¹ ; R_H=1,097.10⁷m^-1, N_A =6,022.10²³mol^-1, e = 1,60.10^-19 C.

1. Donner les quatre nombres quantiques (noms et symboles), indiquer quelles valeurs ils peuvent prendre et préciser ce qu’ils représentent.

2. Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ? Précisez pourquoi.

a) Si l=1, l’électron se trouve dans une sous couche s.

b) Si l=3, l’électron se trouve dans une sous couche f.

c) Si n=2, l peut être égal à 2.

d) Si n=2, l peut être égal à 0.

e) Si l=2, la sous-couche correspondante peut recevoir au plus 10 électrons.

f) Une sous-couche f contient 14 orbitales.

QUESTION BONUS : Donner les configurations électroniques des atomes suivants, dans l’état fondamental : …. ; et la configuration électronique de l’ion ….

Partie 3

𝑍𝐴𝑋

Partie 1

1. Donner le nom et la signification de chaque partie du symbole

2. Donner la composition de l’ion

3. Quand peut-on dire que deux noyaux sont isotopes ?

 3 56

26

Fe

4. Un ion fluorure possède 10 neutrons et 10 électrons : Compléter, en le justifiant, le symbole :

5. En déduire la masse d’un ion fluorure.

6. Définir la mole.

F

....

Partie 1

Mole : unité de quantité de matière du SI symbolisée par « mol ». Une mole contient

environ 6,02 x 10²³ entités élémentaires

7. La caféine a pour formule brute C₈H₁₀N₄O₂. Combien y-a-t-il de molécules de caféine dans 3,5 g de caféine ?

Partie 1

1. Donner la formule de Bohr E_n=f(n) et la formule de Rydberg pour l’atome d’hydrogène. Préciser la signification et l’unité de chaque terme employé.

2. L’électron d’un atome d’hydrogène passe du niveau 3 au niveau 4. A l’aide de la formule de Bohr, calculer ΔE en eV, puis en J. En déduire la longueur d’onde du photon absorbé, en mètres puis en nanomètres.

3. Quel est le comportement d’un atome d’hydrogène, dans son état fondamental, recevant une radiation de fréquence 0,3077. 10⁷ GHz ?

Chaque raisonnement doit être justifié, les calculs doivent être détaillés et les schémas sont les bienvenus.

Partie 2

Données : masse de l'électron: m_e=9,11.10^-31kg ; masse d’un nucléon : m_n=1,67.10^-27 kg ; h= 6.63.10^-34J.s ; c=3,00.10⁸ m.s¹ ; R_H=1,097.10⁷m^-1, N_A =6,022.10²³mol^-1, e = 1,60.10^-19 C.

1. Donner la formule de Bohr E_n=f(n) et la formule de Rydberg pour l’atome d’hydrogène. Préciser la signification et l’unité de chaque terme employé.

Partie 2

2. L’électron d’un atome d’hydrogène passe du niveau 3 au niveau 4. A l’aide de la formule de Bohr, calculer ΔE en eV, puis en J. En déduire la longueur d’onde du photon absorbé, en mètres puis en nanomètres.

Partie 2

D’après la formule de Bohr : E3 = - 13,6 / (3²) = - 1,51 eV E4 = -13,6 / (4²) = - 0,85 eV

ΔE_(eV) = E4 – E3 = - 0,85 + 1,51 = 0,66 eV ΔE_(J) = ΔE_(eV) x 1,6.10^-19 = 1,056.10^-19 J Or ΔE_(J) = hc/λ d’où λ = hc/ΔE_(J)

Application numérique : λ = 6.63.10^-34 x 3,00.10⁸ / 1,056.10^-19 Donc : λ = 18,80.10^-7 m = 1,880.10^-6 m = 1880 nm

3. Quel est le comportement d’un atome d’hydrogène, dans son état fondamental, recevant une radiation de fréquence 3,077. 10⁶ GHz ?

3,077. 10⁶ GHz = 3,077.10¹⁵ Hz

ΔE_(J) = hν = 6.63.10^-34 x 3,077.10¹⁵ = 20,40.10^-19 J

ΔE_(eV) = ΔE_(J)/ 1,6.10^-19 = 20,40.10^-19 / 1,6.10^-19 = 12,75 eV

Or ΔE_(eV) = En – E1 d’où En = ΔE_(eV) + E1 = 12,75 – 13,6 = - 0,85 eV Or d’après la formule de Bohr : En = - 13,6 / (n²)

D’où n² = -13,6 / En = -13,6 / (-0,85) = 16 Donc n = 4

Partie 2

Donc quand l’atome d’hydrogène reçoit, dans son état fondamental, une radiation de fréquence 3,077. 10⁶ GHz , l’électron passe du niveau 1 au niveau 4.

1. Donner les quatre nombres quantiques (noms et symboles), indiquer quelles valeurs ils peuvent prendre et préciser ce qu’ils représentent.

2. Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ? Précisez pourquoi.

a) Si l=1, l’électron se trouve dans une sous couche s.

b) Si l=3, l’électron se trouve dans une sous couche f.

c) Si n=2, l peut être égal à 2.

d) Si n=2, l peut être égal à 0.

e) Si l=2, la sous-couche correspondante peut recevoir au plus 10 électrons.

f) Une sous-couche f contient 14 orbitales.

QUESTION BONUS : Donner les configurations électroniques des atomes suivants, dans l’état fondamental : …. ; et la configuration électronique de l’ion ….

Partie 3

1. Donner les quatre nombres quantiques (noms et symboles), indiquer quelles valeurs ils peuvent prendre et préciser ce qu’ils représentent.

Partie 3

n : Nombre quantique principal Valeurs possibles : n ∈ ℕ*

n définit le « volume effectif » de l’OA mais non sa forme n représente une couche électronique, ou niveau

l : Nombre quantique secondaire l valeurs possibles : 0 ≤ l ≤ n-1

l définit la forme et la symétrie des OA l définit une sous-couche électronique

ml (ou m) : Nombre quantique magnétique

valeurs possibles : Nombre entier tel que -l ≤ ml ≤ +l ml définit les orientations dans l’espace des OA

ms (ou s) : nombre quantique de spin

valeurs possibles : ms = + 𝟏/𝟐 ou ms = - 𝟏/𝟐

ms représente la rotation de l’électron sur son propre axe

2. Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ? Précisez pourquoi.

a) Si l=1, l’électron se trouve dans une sous couche s. Faux  p b) Si l=3, l’électron se trouve dans une sous couche f. Vrai

l=0  s ; l=1  p ; l=2  d ; l=3  f

c) Si n=2, l peut être égal à 2. Faux car 0 ≤ l ≤ n-1 donc l = 0 ou 1 d) Si n=2, l peut être égal à 0. Vrai car 0 ≤ l ≤ n-1 donc l = 0 ou 1

e) Si l=2, la sous-couche correspondante peut recevoir au plus 10 électrons.

Vrai car l = 2  sous couche d  5 OA  10 électrons

f) Une sous-couche f contient 14 orbitales. Faux : une sous-couche f contient 7 orbitales, soit 14 électrons.

Partie 3