L`Univers – Partie 1 : Présentation de l`Univers – Activité n 1

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Univers 2 : Atomes et éléments chimiques
Exercices
Chaque réponse doit être rédigée et justifiée (expliquée).
Données communes à tous les exercices :
mnucléon = 1,67.10-27 kg
e = 1,60.10-19 C
Exercice 1.
On schématise ci-dessous la composition d’une particule microscopique.
•
•
1. Le schéma ci-contre représente-t-il un atome, un ion ou une molécule ?
2. Quelles sont les valeurs de Z et de A ?
.
3. Calculer la masse approchée de cette particule.
4. Exprimer la charge électrique portée par le noyau en fonction de la charge
élémentaire e, puis calculer sa valeur.
•
Légende :
: neutron
5. Quelle est la charge électrique portée par cette particule ?
: proton
• : électron
Exercice 2.
Indiquer si chacune des propositions suivantes est correcte, sinon rectifier.
1. Le rayon de l’atome d’hélium est estimé à 128 pm. Son noyau a pour symbole :
a)
b)
c)
d)
L’atome d’hélium est composé de 2 protons, 2 neutrons et 4 électrons.
L’ordre de grandeur du rayon de son noyau est de 10-15 m
La charge électrique du noyau est + 2e
La masse de cet atome est 4 fois plus grande que celle d’un proton.
2. Le noyau d’un atome de silicium, de symbole
a)
b)
c)
d)
, est :
composé de 15 protons et 31 neutrons
composé de 46 nucléons
entouré de 15 électrons
électriquement neutre
3. Un atome de chlore, dont le noyau est composé de 17 protons et 18 neutrons, gagne 1 électron.
L’atome de chlore possède 17 électrons
L’ion formé est Cℓ+
L’ion formé est CℓLa charge électrique de l’ion formé est nulle
L’ion formé a gagné 1 proton
f) Le noyau ne change pas
a)
b)
c)
d)
e)
Exercice 3.
On considère un atome d’aluminium dont le noyau est composé de 13 protons et 14 neutrons, et un atome de
potassium dont le noyau est symbolisé par
.
1. Combien de nucléons les atomes d’aluminium et de potassium comportent-ils ?
2. Ecrire le symbole du noyau de l’atome d’aluminium.
3. Combien d’électrons contiennent les nuages électroniques des atomes d’aluminium et de potassium ?
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Univers 2 : Atomes et éléments chimiques
Exercice 4
La couleur rouge de la surface de Mars est due, entre autres, à la présence d’oxyde de fer dont on cherche la
composition ionique.
1. L’ion fer composant cet oxyde de fer est issu d’un atome de fer qui a perdu 3 électrons. Quelle est la
formule de cet ion ?
2. L’ion oxyde est issu d’un atome d’oxygène qui a gagné 2 électrons. Quelle est la formule de l’ion oxyde ?
Exercice 5
Le Soleil est essentiellement composé des éléments hydrogène H et hélium He.
On donne le symbole du noyau d’un atome d’hélium :
.
Un isotope de cet atome possède 1 neutron. Quel est le symbole de son noyau ?
Exercice 6
1. Donner la composition du noyau de l’atome de soufre, dont le noyau est symbolisé par
2. Un atome est composé de 16 protons, 16 électrons et 18 neutrons. Comparer son numéro atomique à celui
de l’atome précédent. En déduire le symbole de son noyau. Que peut-on dire de ces deux atomes ?
3. Comment un atome de soufre peut-il se transformer en ion sulfure de formule S2- ?
4. Le soufre est présent dans d’autres ions comme l’ion sulfate de formule SO42- et l’ion thiocyanate de
formule SCN-. Ces ions sont-ils monoatomiques ? Donner le nom des éléments chimiques présents dans ces
ions.
Exercice 7.
Le Very Large Telescope (VLT) est un télescope très performant situé dans le nord du Chili. Le miroir de 50 m²
de ce télescope est recouvert d’une couche d’aluminium. Périodiquement, le miroir est rénové : l’ancienne
couche est décapée par un acide, puis une masse m = 12 g d’aluminium est déposée sur le miroir sous une
atmosphère d’argon, afin d’assurer la pureté, l’uniformité et l’adhérence de la nouvelle couche d’aluminium.
1. Le noyau de l’atome d’aluminium comporte 13 protons et 14 neutrons.
a) Déterminer son nombre de nucléons.
b) En déduire la masse de l’atome d’aluminium, qui sera notée matome .
2. Déterminer le nombre N d’atomes d’aluminium présents dans la masse m d’aluminium déposée. Donner un
résultat littéral, puis effectuer le calcul.
3. L’acide chlorhydrique est constitué des ions hydrogène et des ions chlorure. L’ion hydrogène provient d’un
atome d’hydrogène H qui a perdu un électron, l’ion chlorure provient d’un atome de chlore Cℓ qui a gagné
un électron. Ecrire les formules de ces deux ions.
4. Voici quelques transformations chimiques.
Acide chlorhydrique + aluminium  chlorure de fer + dihydrogène
Acide chlorhydrique + aluminium  chlorure d’aluminium + eau
Acide chlorhydrique + aluminium  chlorure d’aluminium + dihydrogène
Acide chlorhydrique + aluminium + argon  chlorure d’aluminium + dihydrogène
a) Recopier les transformations proposées et indiquer sous chaque espèce chimique les symboles des
éléments qui la constituent.
b) Toutes ces transformations chimiques sont-elles possibles ?
c) Laquelle correspond à celle qui a lieu lors du décapage du miroir ?