7 points

2° 6
DS6
13 février2008
Exercice n°1 (2 points):
Compléter les définitions suivantes :
- Une liaison covalente lie
- La liaison covalente résulte de la formation d'un doublet d'électrons provenant
. Ce doublet est aussi appelé doublet
.
- Un atome dans une molécule a aussi éventuellement des électrons de sa couche externe qui ne participent pas à
des liaisons, on regroupe ces électrons par deux en doublets
.
- Les atomes forment autant de liaisons covalentes
règle de
ou
pour satisfaire à la
.
Exercice n°2 (2 points):
Déterminer la structure électronique des atomes de béryllium (Be) (Z = 4), de soufre (Z = 16), d’hélium (Z=2) et du
carbone (Z= 6)
a) Quelle est la place de chacun de ces éléments dans le tableau périodique ?
b) Quels ions donnent chacun de ces éléments ? Justifier votre réponse en énonçant les règles utilisées.
Exercice n°3 (3 points):
Sachant les numéros atomiques du carbone (Z=6), de l’azote (Z=7) et de l’hydrogène (Z=1),
1. On considère le corps de formule brute C2H7N.
Déterminer la structure électronique de chacun des atomes constituant ce corps.
Combien de liaisons covalente ces atomes doivent-ils établir pour obtenir une structure en duet ou en octet?
2. Donner deux modèles de Lewis différent de cette molécule en détaillant votre raisonnement.
Exercice n°4 (3 points):
Le symbole de l'ion sodium est Na+. Son noyau possède 23 nucléons dont 11 protons.
Donnée : charge de l’électron : -1,6 10-19 C et la masse d’un nucléon est : 1,67 10-27 kg.
Cocher les bonnes réponses en les justifiant rapidement :
a.
La masse du noyau est 5,0 10-26 kg.
b.
La masse approchée de l'ion est de 3,84 10-23 g.
c.
La charge du noyau est 1,8 10-18 C.
d.
La charge de l'ion est e.
e.
La charge de l’atome est 1,6 10-19 C.
f.
La charge de l’ion est 1,8 10-18 C.
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Exercice n°5 (4 points):
On s'intéresse au système Soleil-Jupiter, pour lequel on donne:
 Distance moyenne Soleil-Jupiter: D=7,78.1011m.
 Masse du Soleil: MS=1,99.1030kg.
 Masse de Jupiter: MJ=1,90.1027kg.
 Constante de la gravitation universelle: G=6,67.10-11N.m2.kg-2.
1. Exprimer littéralement puis calculer la valeur de la force gravitationnelle F S/J qu'exerce le Soleil sur Jupiter.
2. Donner l'expression littérale de la force FJ/S qu'exerce Jupiter sur le Soleil. En déduire, sans calcul, la valeur de
cette force.
3. Représenter un schéma le système Soleil-Jupiter ainsi que les forces gravitationnelles S/J et J/S en prenant
comme échelle de représentation des forces: 1,00.10 23N 1cm.
Exercice n°6 (3 points):
La terre à un rayon de R=6370km, sa masse est M=5,98.1024kg et la constante de la gravitation universelle est
G=6,67.10-11N.m2.kg-2. Constante de la pesanteur : g= 9.8 N.kg-1
1. Déterminer la valeur de la force de gravitation exercée par la Terre sur un solide S de masse m=10 kg placé à
sa surface.
2. Déterminer le poids du même solide placé au même endroit.
3. Comparer les valeurs de ces deux forces et conclure.
Exercice n°7 (3 points):
On considère un satellite qui tourne autour de la Terre (R=6370km) sur une orbite circulaire à une altitude de
36000 km au dessus du sol terrestre. Il effectue un tour de la Terre en 24h.
1. En utilisant le principe de l'inertie, montrer que le satellite est soumis à une force. Qui exerce cette force sur le
satellite? Faire un schéma et représenter cette force. Pourquoi le satellite ne tombe-t-il pas sur la terre ?
2. Quel est le meilleur référentiel pour étudier le mouvement du satellite? Déterminer la vitesse du satellite dans ce
référentiel.
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 EXERCICE 2 ( 7 points)
1- Géostationnaire : immobile (stationnaire) par rapport à la Terre (géo).
2- Schéma :
satellite

F1

F2
lune
terre
Calcul de la force exercée par la Terre : F1= G.
MT.mS
= 22,3 N
d(TS)2
avec d(TS) = 36000 + 6370 = 42400 km = 4,24.10 7 m
Force exercée par la Lune :
F2= G.
ML.mS
= 3,48.10-3 N, (négligeable)
d(LS) 2
avec d(LS) = 380000 – 42400 = 338000 km = 3,38.105 m
3- C’est la vitesse (tangentielle) du satellite qui lui permet de rester en orbite.
4- Le poids de l’astronaute est égal à la force exercée par la Terre : P = F= G.
MT.m
= 18,6 N
d(TS)2
5- La masse de l’astronaute est constante, et donc la même sur la Lune et dans le satellite que sur Terre : 85
kg.
 EXERCICE 3
( 6 points)
1- Le corps est soumis à l‘attraction terrestre : la force est le poids du corps : P = m.g = 2,45 N
2- Cette force diminue lorsque l’on s’éloigne du centre de la Terre, donc au sommet d’une montagne.
Sur la Lune, l’attraction lunaire est plus faible, donc le poids lunaire aussi.
3- Principe d’inertie : un corps persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les
forces qui s’exercent sur lui se compensent.
4- La vitesse moyenne est Vmoy = d = 2 m/s
t
On a Vmoy = V 0 , d’ou V = 2. Vmoy , soit à l’arrivée au sol : V = 4 m/s
2
3. Nitrure de magnésium
a) Structure électronique : Mg (K)2 (L)8 (M)2 ;
N
(K)2 (L)5
b) Place dans le tableau :
Mg 3ème ligne et 2ème colonne
ème
N 2
ligne et 5ème colonne
c) Ions obtenus : Mg 2+ et N 3d) Le nitrure de magnésium neutre doit avoir 3 Mg 2+ pour 2 N 3- , et a pour formule : Mg3N2
4. Sulfure d'aluminium
a) Ions obtenus : Al 3+ et S2b) Le sulfure d’aluminium neutre doit avoir 2 Al3+ pour 3 S
2-
, et a pour formule : Al2S3
5. Nitrure de calcium
a) N : (K)2 (L)5 2ème ligne, 5ème colonne
Ca : (K)2 (L)8 (M)8 (N)2 4ème ligne, 2ème colonne
b) Ions obtenus : N 3- et Ca 2+
c) Nitrure de calcium : (idem nitrure de magnésium) Ca3N2
Exercice n°2 de Chimie :
1. Des isomères sont des composés qui ont la même formule brute mais des formules développées ou semidéveloppées différentes.
3/2
2.
Atome
Numéro atomique Z
Formule électronique
Nombre d'électrons sur la couche externe
Nombre de liaisons covalentes
H
1
C
6
N
7
(K)1
1
1
(K)2(L)4
4
4
(K)2(L)5
5
3
3. 4 isomères correspondent à cette formule brute (les noms de ces corps ne sont pas à retenir):
Propan-1-amine
4/2
Propan-2-amine N,N-diméthylméthanamine N-méthyléthanamine