2 Nombres quantiques

LCE 2BC 2008 Chapitre 1 : Le cortège électronique des atomes
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Exercices supplémentaires
1 Spectres atomiques
1. Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ?
a) La fréquence, ou la longueur d’onde, du rayonnement impliqué dans une transition électronique est
la même, qu’il s’agisse d’absorption ou d’émission.
b) Le spectre d’absorption de l’atome d’hydrogène, pris dans son état fondamental, ne comporte que les
raies de la série de Lyman.
c) Il faut une énergie infinie pour porter un électron au niveau correspondant à
n
.
2. Si l’électron de l’hydrogène est excité au niveau N (n=4), combien de raies différentes peuvent alors
être émises lors de son retour au niveau K (n=1) ?
3. Calculez la longueur d’onde, en nm de la première et de la dernière raie de la série de Lyman dans le
spectre d’émission de l’hydrogène.
2 Nombres quantiques
4. Le nombre quantique m pour un électron du niveau 4d
a) est nécessairement inférieur à 4.
b) peut avoir la valeur -1.
c) a la valeur 0.
d) peut prendre 4 valeurs différentes.
Quelle est l’affirmation correcte ?
5. Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ?
a) Si l = 1, l’électron est dans un nuage d.
b) Si n = 2, m peut être égal à -1.
c) Pour un électron d, m peut avoir la valeur 3.
d) Si l = 2, le nuage correspondant peut recevoir au plus 10 électrons.
e) Le nombre n d’un électron d’un nuage f peut être égal à 3.
6. Les nombres quantiques n, l et m, peuvent-ils avoir ensemble les valeurs suivantes ? Si oui, quel
nuage caractérisent-ils ?
N
l
m
Possible ?
Nuage
2
0
0
4
1
-2
3
1
-1
4
-1
0
2
0
-1
5
3
-3
4
2
2
2
3
3
3
0
0
5
2
-2

LCE 2BC 2008 Chapitre 1 : Le cortège électronique des atomes
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7. Dans un atome, combien d’électrons peuvent-ils être caractérisés par les valeurs suivantes d’un ou
de plusieurs nombres quantiques ?
N
l
m
s
Nombre d’électrons
4
3
2
3
0
4
0
½
5
3
-1
-½
3
½
3 Configuration électronique
8. Si la configuration électronique 1s2, 2s2, 2p5, 3s1 est celle d’un atome neutre, quelle affirmation est
inexacte ?
a) Le nombre de charge de cet atome est 10.
b) L’atome n’est pas dans sa configuration la plus stable.
c) L’atome doit recevoir de l’énergie pour passer à la configuration 1s2, 2s2, 2p6.
d) L’atome contient deux électrons célibataires.
9. Indiquer tous les ensembles possibles de quatre nombres quantiques pour un électron appartenant à
une orbitale 3d.
10. Parmi les configurations électroniques suivantes, indiquer celles qu’il faut exclure parce qu’elles
violent le principe d’exclusion de Pauli :
1s22s22p7
1s22s22p63s3
1s22s22p63s23p64s23d12
1s22s22p63s23p6
11. Expliquer pourquoi les configurations électroniques fondamentales qui suivent ne sont pas
possibles :
1s22s32p3
1s22s22p33s6
1s22s22p73s23p8
1s22s22p63s23p14s23d14
12. Déterminez la configuration électronique des espèces suivantes, en utilisant la règle de
Klechkowski. Y a-t-il des espèces isoélectroniques ?
Atomes : B, Sr, Te, Os, Fr, Nb, Fe, Ge, Si, Ar
Ions: Rb+, Bi3+, Ca2+, S2-, Br-