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2NDE 3 - CONTROLE TRIMESTRIEL NOVEMBRE 06
CORRECTION
1 SPECTRE (6,5 POINTS)
1. Quel nom donne-t-on aux spectres des deux éléments ? (1pt)
Les spectres de ces 2 éléments sont des spectres de raies d’émission : en effet, ce sont des
spectres dans lesquels des raies lumineuses apparaissent sur fond sombre.
2. Expliquer l'allure du spectre d’une étoile en utilisant les mots ou les expressions suivantes
(3,5pts) :







Spectre (ou fond) continu.
Raies d'absorption.
Atmosphère.
Longueurs d’onde.
Visible.
Chaude.
Plus froide.
On obtient le spectre d’une étoile grâce aux spectre de sa lumière dans le domaine visible. En
présence d’une atmosphère autour de l’étoile, des raies d’absorption apparaissent sur un fond
continu. Les longueurs d’onde de ces radiations caractérisent les gaz présents dans cette
atmosphère. Si l’étoile est chaude, son spectre contient toutes les radiations du domaine visible. Mais
plus elle est froide et moins son spectre contient de bleu et de violet. Elle apparaît alors jaune, orangé,
puis rouge au fur et à mesure qu’elle devient plus froide.
2. La comparaison du spectre de l'étoile et des spectres de chaque élément permet de faire une
affirmation relative à la composition chimique d'une certaine partie de l'étoile. Laquelle? Justifier
la réponse. (1pt)
La comparaison du spectre de l’étoile et des spectres de chaque élément permet d’affirmer qu’ils se
trouvent dans l’atmosphère de l’étoile : ce sont ces éléments qui sont responsables de la présence de
raies d’absorption dans le spectre de l’étoile. Ainsi ; on peut constater que l’atmosphère de l’étoile
contient du titane : les longueurs d’onde des raies d’absorption correspondent à celles des raies
d’émission du titane.
L’atmosphère de l’étoile ne contient par contre pas de nickel.
EXERCICE 2 (6 points) Autour d’Altaïr…
La courbe ci-dessous (document 1) représente les variations de l’intensité de la lumière reçue
de l’étoile Altaîr en fonction de la longueur d’onde .
Le spectre de l’étoile Altaïr (document 2) constitue une bande en nuances de gris ; afin d’en
rendre l’interprétation plus aisée, les couleurs ont été précisées sous le document.
a correspond à l’hydrogène et b correspond au dioxygène de l’atmosphère terrestre.
Le document 3 donne la correspondance entre quelques longueurs d’onde et des constituants
chimiques.
document 1
document 2
longueurs d’onde repérées à la main après réduction 97%
violet
Potassium :
bleu
1K= 691,1 nm
2K= 693,9 nm
3K= 736,5 nm
4K= 759,9 nm
vert
jaune
rouge
Hélium : He= 706,5 nm
document 3
Calcium :  Ca= 714,8 nm
2Ca= 732,6 nm
1
1. L’étoile est-elle plutôt : rouge ? verte ? jaune ? bleue ? (Détailler le raisonnement)
L’étoile est plutôt jaune : son spectre est pauvre en bleu et violet. Il est vrai que le spectre contient
beaucoup plus de vert et jaune et peu de rouge : c’est ce qui pousse à dire qu’elle est plutôt jaune
que rouge.
(Pourquoi pas verte ? Réponse : avez vous déjà vu des étoiles vertes ?
2.1. Quelle information donne la couleur de l’étoile ?
La couleur de l’étoile donne des informations sur la température à sa surface : plus elle est rouge et
plus elle est froide.
2.2. Comment appelle-t-on le type de spectre que présente le document 2 ? (justifier)
C’est un spectre d’absorption : des raies sombres sur un fond coloré.
2.3. Déterminer les valeurs des longueurs d’onde c et d sachant que a = 486 nm et b = 694 nm.
Les raies « a », « b », « c » et « d » correspondent aux 4 pics d’absorption sur la courbe, qu’on
retrouve sur la courbe.
On mesure 4 cm pour 200 nm d’écart environ (de 486 à 694 nm). Soit 2 cm pour 100 nm, ou 1 cm
pour 50 nm, etc… En mesurant l’écart avec la 2e raie d’absorption, on trouve aisément 714 et 733
nm environ.
2.4. Que peut-on en déduire à l’aide du document 3 ? Conclure.
On retrouve les longueurs d’onde des raies du spectre d’émission du calcium. Cet élément se
trouve donc présent dans l’atmosphère de l’étoile.
3. QUESTION BONUS Pourquoi cite-t-on dans l’énoncé le dioxygène de l’atmosphère alors que
l’on étudie l’étoile Altaïr ?
La lumière traverse notre atmosphère avant de nous parvenir : le dioxygène qui s’y trouve va donc
absorber certaines radiations.
2 ECLIPSE DE SOLEIL : DETERMINATION DE LA DISTANCE
TERRE-SOLEIL. (3PTS)
1. Représentez sur un schéma la situation mettant en scène l’observateur terrestre, la Lune et le
Soleil, et faites apparaître DTL, RS, RL et DTS. (1pt)
DTS
DTL
2RL
2. Quelle est la relation mathématique entre ces quatre longueurs ? (1pt)
D’après le théorème de Thalès
: DTL / DTS = RL / RS
3. Application numérique : Calculez la distance Terre-Soleil à l’aide des données ci-dessous. (2pts)
DTS = 350 000.750 000 /1 750= (3,5.105/1,750.103)7,5.105
=(2.102).7,5.107km=1,5. 108km
La distance Terre-Soleil est de 1,5 . 108 km soit environ 150 millions de km.
3 CORTEGE ELECTRONIQUE (2 PTS)
La formule électronique d'un atome est: (K)2(L)8(M)7.
1. Quelle est la couche externe de cet atome? (0,5pt)
C’est la couche M.
2. Combien d'électrons périphériques cet atome possède-t-il ? (0,5pt)
Cet atome possède 7 électrons périphériques sur la couche M.
3. Donner le symbole de son noyau, sachant que l'élément correspondant est le chlore et que son
noyau comporte 18 neutrons. (0,5pt)
Cet atome est le chlore, de symbole Cl.
Il possède 2+8+7 = 15 électrons. Son noyau possède donc Z = 15 protons.
D’après l’énoncé, il possède 18 neutrons, soit un total de 18+17 = 35 nucléons.
35
17
Cl
4. Cet atome gagne facilement un électron pour donner l'ion chlorure. Donner la répartition des
électrons de l'ion chlorure. (0,5pt)
Pour satisfaire la règle de l’octet, l’atome de chlore gagne un électron pour devenir l’ion Cl -, dont la
répartition électronique est (K)2(L)8(M)8
4 OXYDE DE DIMETHYLE
(3PTS)
1. Quelle est sa formule brute ? (1pt)
D’après l’énoncé, la molécule contient des
atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène,
dont on déduit grâce au tableau le numéro
2RS
atomique, la répartition électronique, et donc le nombre de liaisons que peut former chaque
atome pour satisfaire la règle de l’octet ou du duet.
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Un exemple : C se trouve sur la 2e ligne, 4e colonne : il possède 2 électrons sur la couche K et 2
électrons sur la couche L.
C
H
1
O
8
Numéro atomique
6
2
Répartition
(K) (L)4
(K)1
(K)2(L)6
électronique
Nombre de liaisons
4
1
2
covalentes
On en déduit que les 2 atomes qui forment 4 liaisons sont les atomes de carbone, celui qui forme 2
liaisons est l’atome d’oxygène, et les 6 atomes qui ne forment qu’une liaison sont des atomes
d’hydrogène.
La formule de cette molécule est donc C2H6O.
2. Quelle est sa formule développée?(1pt)
D’après le modèle moléculaire, on en déduit :
H
H
C
H
O
H
C
H
H
3. Quelle est sa représentation de Lewis? (1pt)
Dans la représentation de Lewis, on fait apparaître les doublets non liants. L’oxygène en possède 2.
H
H
C
H
H
O
C
H
H