Univers MATÉRIEL Révision Notions STE

Univers MATÉRIEL
Révision
Notions STE
Chap. 4) Classification Des Éléments
1) À quoi ressemble le modèle atomique simplifié? À un système planétaire.
Illustration:
p+
p+p+
n0
n0
e-
e-
e-
2) a) Quelle information nous est donnée par le numéro atomique d’un
élément? le nombre de protons (p+)
b) Que peut-on en déduire pour un atome neutre? nombre d’électrons (e-)
c) Comment calcule-t-on le nombre de masse d’un élément? c’est la
somme des protons (p+) et des neutrons (n0) (m = p+ + n0)
3) a) Comment détermine-t-on la masse des éléments? En les comparant à une
masse de référence (masse relative).
b) La masse de quel atome sert de masse de référence? le carbone 12
c) Quelle est sa valeur (n’oubliez pas l’unité)? 12 u
4) a) Qu’est-ce qu’un isotope? c’est un atome d’un élément ayant une masse
différente de celle de d’autres atomes du même élément.
b) Quelle particule élémentaire varie d’un isotope à l’autre? le neutron (n0)
c) Comment écrit-on le nom des isotopes? (donnez des exemples) on écrit le nom
de l’élément suivi de la masse de l’isotope (Ex: carbone 12).
d) Comment calcule-t-on la masse d’un élément à partir de ses isotopes?
matomique = (misotope 1 x aisotope 1) + (misotope 2 x aisotope 2) + (misotope 3 x aisotope 3) + ...
misotope X ------> masse de l’isotope X en unité de masse atomique (u)
aisotope X ------> abondance de l’isotope X en nombre fractionnel décimal

5) L’origine de la Lune est au coeur d’un débat scientifique disputé. Plusieurs
hypothèses sont évoquées pour expliquer ses origines.
Parmi celles-ci, l’hypothèse la mieux acceptée est celle de l’impact géant: une
collision entre la jeune Terre et un objet de la taille de Mars. L’impact aurait fait
éjecter de la matière autour de la Terre. Les débris auraient fini par former la
Lune que nous connaissons aujourd’hui.
Cette hypothèse est aussi appuyée par la comparaison entre la composition de la
Lune et celle de la Terre: on y retrouve les mêmes minéraux, mais dans des
proportions différentes.
Voici un tableau donnant l’abondance des isotopes sur la Terre et sur la Lune
a) Quels sont le nom, le numéro atomique, le nombre de masse, le nombre de
protons, de neutrons et d’électrons de chaque isotope du fer?
Nom de
l’isotope
Numéro
atomique
Nombre
de masse
Nombre
de protons
Nombre
de neutrons
Nombre
d’électrons
fer 54
26
54
26
28
26
fer 56
26
56
26
30
26
fer 57
26
57
26
31
26
fer 58
26
58
26
32
26
b) Quelle est la masse atomique moyenne du fer sur la Lune? mFe = 55,96 u
matomique = (misotope 1 x aisotope 1) + (misotope 2 x aisotope 2) + (misotope 3 x aisotope 3) + ...
mFe = (54 u x 0,0550)+(56 u x 0,8810)+(57 u x 0,0580)+(58 u x 0,0060) = 55,96 u
c) Quelle est la masse atomique moyenne du fer sur la Terre? mFe = 55,7496 u
matomique = (misotope 1 x aisotope 1) + (misotope 2 x aisotope 2) + (misotope 3 x aisotope 3) + ...
mFe = (54 u x 0,0580)+(56 u x 0,9172)+(57 u x 0,0220)+(58 u x 0,0028)= 55,7496 u
d) Est-ce que les propriétés particulières du fer (ferromagnétisme, conducteur
électrique serait les mêmes sur la Lune que sur la Terre? Le fer demeure du fer et
ses électrons conserveront leur capacité à s’aligner lorsque le fer est soumis à un
courant électrique intense. Les propriétés du fer sur la Lune seront les mêmes
que celles du fer sur la Terre.

6) Quelle est la masse atomique moyenne des éléments suivants?
a) le carbone: mC = 12,011 u
carbone 12: abondance: 98,9 % mC = (12 u x 0,989) + (13 u x 0,011)
carbone 13: abondance: 1,1 % + (14 u x 1 x 10-12)
carbone 14: abondance: 1 x 10-10 % mC = 12,011 u
b) l’azote: mN = 14,0036 u
azote 14: abondance: 99,64 % mN = (14 u x 0,9964) + (15 u x 0,0036)
azote 15: abondance: 0,36 % mN = 14,0036 u
c) l’oxygène: mO = 16,0044 u
oxygène 16: abondance: 99,76 % mO = (16 u x 0,9976) + (17 u x 0,0004)
oxygène 17: abondance: 0,04 % + (18 u x 0,0020)
oxygène 18: abondance: 0,20 % mO = 16,0044 u
7) Quelle est la distribution des particules élémentaires des isotopes suivants?
a) chlore 37: 17 p+, 20 n0 17 e-
b) hydrogène 2: 1 p+, 1 n0 1 e-
c) uranium 238: 92 p+, 146 n0 92 e-
d) calcium 40: 20 p+, 20 n0 20 e-
e) hélium 4: 2 p+, 2 n0 2 e-
8) a) Qu’est-ce qu’une période? c’est une rangée du tableau périodique.
Combien y en a-t-il dans le tableau périodique? Il y en a 7 rangées.
b) Qu’est-ce qu’une propriété périodique? c’est une propriété qui se manifeste
selon un cycle périodique. Cela veut dire que la même séquence revient d’une
période à l’autre.
9) Les phrases suivantes sont-elles vraies ou fausses?
a) De gauche à droite, à l’intérieur d’une même période, plus le numéro atomique
augmente, plus les propriétés métalliques diminuent. VRAIE
b) Les masses atomiques tendent à augmenter d’une période à l’autre. VRAIE
c) Les rayons atomiques augmentent d’une période à l’autre. VRAIE
10) Complétez les phrases suivantes:
À l’intérieur d’une même période, plus le numéro atomique augmente
a) plus l’électronégativité augmente
b) plus la masse atomique augmente
c) plus le rayon atomique diminue
d) plus l’énergie d’ionisation augmente

11) En 1869, Dimitri Mendeleïev présenta à la société chimique sa classification
périodique des éléments dans laquelle il classa les 62 éléments connus de
l’époque. Au tout début, sa classification reposait essentiellement sur la masse
atomique, une propriété caractéristique des éléments, placée par ordre croissant.
En organisant ainsi les éléments dans un tableau, Mendeleïev a observé que
d’autres propriétés caractéristiques des éléments progressaient également. Cela
l’a conduit à laisser des cases vacantes à son tableau, prévoyant ainsi l’existence
de certains éléments alors inconnus. Sa classification lui a même permis de
prédire les propriétés caractéristiques de ces derniers.
À partir d’un extrait du tableau périodique, quelles sont les propriétés
caractéristiques manquantes pour les éléments suivants: Ca, Zr, Nb et La
Pourquoi avez-vous déterminé cette valeur pour:
1- le calcium, Ca? Sa masse volumique doit être inférieure à 2,99 g/mL (Sc) et
inférieure à 2,63 g/mL (Sr) d’environ 1, 50 g/mL d’où le 1,54 g/ml.
2- le zirconium, Zr? Son rayon atomique compris entre presque à mi-chemin du
100 pm (Nb) et 120 pm (Y) et du 96 pm (Ti) et 127 pm (Hf) d’où le 111 pm.
3- le niobium, Nb? Sa température de fusion doit être supérieure à 1 855 ˚C (Zr)
et compris entre 1 910 ˚C (V) et 3 017 ˚C (Ta) d’où le 2 477 ˚C.
4- le lanthane, La? Sa conductibilité électrique doit être inférieure à 18 W/m C
(Ba) et entre 12 W/m C (Ac) et 17 W/m C (Y) d’où le 13 W/m C.

12) Dans quels domaines utilise-t-on les isotopes radioactifs? Exemples.
1) Énergie: centrale électrique, transport (sous-marin, bateau, etc).
2) Médecine: diagnostiques de maladie, traitement de maladie et stérilisation
des instruments chirugicaux.
3) Recherche: paléontologie (datation), physiologie végétale et animale.
4) Industrie: irradiation des aliments.
13) a) Quelle partie de l’atome réagit lors d’une réaction nucléaire? le noyau
b) Que se passe-t-il lors d’une fission nucléaire? Un gros noyau se brise en 2
noyaux plus petits et il y a libération de 2 neutrons (n0).
c) Que se passe-t-il lors d’une fusion nucléaire? Deux petits noyaux s’associent
pour donner un noyau plus gros sans aucun déchet radioactif.
14) a) Qu’est-ce que les électrons de valence d’un atome? Ce sont les électrons
sur la dernière couche électronique.
b) Dans le tableau périodique, qu’est-ce qui nous informe du nombre
d’électrons de valence? Au numéro du groupe en chiffres romains.
15) Quelle famille chimique contient les éléments les plus stables? Pourquoi? Les
gaz inertes parce que leur dernière couche électronique est remplie.
16) a) Que font les autres éléments pour atteindre cette stabilité? Les atomes
d’un élément vont ou donner ou recevoir ou partager un ou des électrons avec
d’autres atomes du même élément ou d’élément différent.
b) Comment s’appelle le fruit de cette association? une MOLÉCULE
17) a) Qu’est-ce qu’une liaison ionique? c’est une liaison qui se forme lorsqu’un
atome donne un ou des électrons à un autre atome.
C’est une relation gain - don entre les atomes.
b) Quand se produit-elle? Quand un métal s’associe à un non métal