PHYSIQUE - CHIMIE *** PHYSIQUE - CHIMIE *** PHYSIQUE – CHIMIE *** PHYSIQUE - CHIMIE LE TIR AU CANON A ELECTRON Objectifs : Donner une répartition exacte des électrons d’un atome sur les différents niveau d’énergie. 1) principe I. LA CIBLE 12H 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 3H d’énergie d’un atome notés : K ; L ; M ; N. Le disque central coloré en gris correspond au noyau de l’atome. 11 15 3 7 1 2 10 9H 14 4 N 6 12 8 9 2) Ordre de remplissage 5 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. 6H Cases quantiques ou Niveau d’énergie N 3) Restriction M L 3 7 4 85 K 1 2 On ne peut utiliser cet ordre de remplissage pour des éléments dont le numéro atomique ne dépasse pas 20 . 6 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 ( ). 37 16 balles 40 C O Cl 16 12 16 6 8 8 balles 6 balles Ca 20 20 balles En fait le nombre de balles correspond au nombre d’électrons de chaque élément III. LE REGLEMENT Le règlement de la fédération internationale de tir à l’électron oblige à respecter un ordre de Numéro 9 remplissage, comme indiqué sur le schéma, et ceci quel que soit Spirale le nombre de munitions disponibles. - 26 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. 26 Spirale Numéro 10 IV. L’ENTRAINEMENT (STAND DE TIR) Document fourni : Classification périodique des éléments Exercices d’entraînement : donner la répartition des électrons pour les éléments suivants : Carbone Chlore N N Sodium Calcium N N Azote Oxygène N N Le prochain concours aura lieu le jour du contrôle (entraînez-vous) V . POUR ALLER PLUS LOIN DANS LA CLASSIFICATION DES ELEMENTS 27 Spirale Numéro 10 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 7 Mg Li 3 N N N M L L K K 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. Chlore N Fluor N Lithium Oxygène Carbone N N N Soufre Sodium Silicium N N N 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) 28 Spirale Numéro 10