PHYSIQUE - CHIMIE *** PHYSIQUE

Spirale Numéro 10
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Spirale Numéro 9
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LE TIR AU CANON A ELECTRON
Objectifs : Donner une répartition exacte des électrons d’un atome sur les
différents niveau d’énergie.
I. LA CIBLE
1) principe
Pour se diriger dans l’espace les aviateurs
utilisent les heures d’une montre à cadran
pour situer un objet dans le ciel. Nous ne
retiendrons que les heures indiquées sur la
cible ci-contre. La cible est composée de
cercles concentriques comme un viseur ou
une cible de tir. En fait ces cercles
concentriques sont une représentation
schématique des différents niveaux
d’énergie d’un atome notés : K ; L ; M ; N.
Le disque central coloré en gris
correspond au noyau de l’atome.
2) Ordre de remplissage
L’ordre de remplissage des couches est
donné sur la cible ci-contre. C’est le même
ordre à respecter pour le modèle par cases
quantiques.
3) Restriction
On ne peut utiliser cet ordre de
remplissage pour des éléments dont le
numéro atomique ne dépasse pas 20 .
9H
II. LES MUNITIONS
La quantité de balles (ou munitions) disponibles est donnée dans la « Classification périodique
des éléments ».
Les électrons en heurtant la cible laissent un impact rond ( ).
16 balles 8 balles 6 balles 20 balles
En fait le nombre de balles correspond au nombre d’électrons de chaque élément
16
O
8
12
C
6
40
Ca
20
37
Cl
16
III. LE REGLEMENT
Le règlement de la fédération internationale de tir à l’électron oblige à respecter un ordre de
remplissage, comme indiqué sur le schéma, et ceci quel que soit le nombre de munitions
disponibles.
Pour les concours, le règlement impose :
a) de ne placer que 2 impacts sur le 1er cercle , l’un à côté de l’autre mais à 12H.
b) les impacts suivants sont envoyés par cartouche de 8 aux endroits prévus ( voir
schéma).Toute entorse au règlement annule la performance.
12H
3H
6H
N
1
2
3
4
8
7
5
6
9
10
11
15
12
14
1 2
K
3 7
4 8
6
5
L
M
N
Cases quantiques
ou
Niveau d’énergie

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Document fourni : Classification périodique des éléments
Exercices d’entraînement : donner la répartition des électrons pour les éléments
suivants :
Carbone
Sodium
Oxygène
Le prochain concours aura lieu le jour du contrôle (entraînez-vous)
V . POUR ALLER PLUS LOIN DANS LA CLASSIFICATION DES ELEMENTS
N
IV. L’ENTRAINEMENT (STAND DE TIR)
N
N
N
N
N
Chlore
Calcium
Azote

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A partir de maintenant, les élèves sont en mesure de dessiner eux-mêmes le nombre exact de
cercles ou de lignes pour placer les électrons.
1. Le rôle des lignes
Prendre si possible un élément dans chacune des quatre première lignes de la classification et
faire remarquer aux élèves que chaque ligne correspond à un niveau supplémentaire.
2) Le rôle des colonnes
Pour simplifier encore, on ne représentera que les électrons du dernier niveau en choisissant des
éléments déjà représentés auparavant et un ou deux éléments d’une même colonne.
7
Li
3
N
Mg
N
K
L
K
L
M
N
Chlore
N
N
N
N
Fluor
Oxygène
Soufre
N
N
N
N
Lithium
Sodium
Carbone
Silicium
Faire compter le nombre d’électrons sur la dernière couche et noter le numéro de la
colonne dans laquelle se trouve l’élément. Faire établir avec les élèves la corrélation
entre le nombre d’électrons sur le dernier niveau et le numéro de la colonne.
A ce propos certaines classifications ( que je trouve plus intéressantes) proposent des
numérotations de colonnes en chiffres romains et les éléments concernés sont indiqués
en rouge.
Daniel MENTRARD (Lycée Albert Bayet, Tours)