CHIMIE GENERALE 1
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CHIMIE GENERALE 1 Atomistique ‐ Liaisons Chimiques et Structures Moléculaires ATOMISTIQUE Exercice 1 : Le cation contient ? 40 20 Ca2 + a. 20 protons, 20 neutrons et 22 électrons. b. 18 protons, 20 neutrons et 20 électrons. c. 20 protons, 20 neutrons et 18 électrons. d. 22 protons, 20 neutrons et 20 électrons. Exercice 2 : Isotopes Dans la nature, les éléments sont, en général, des mélanges d'isotopes dont les proportions, appelées abondances isotopiques (en %), sont constantes. La masse molaire atomique d'un élément est donc une moyenne pondérée des masses molaires isotopiques. a) Pour l'élément oxygène, on donne les abondances isotopiques suivantes : Calculer la masse molaire atomique de l'élément oxygène. b) Pour l'élément chlore, on donne la masse molaire atomique de chaque isotope : ‐1 On donne la masse molaire atomique de l'élément chlore : 35.45 g.mol . Déterminer l'abondance de chaque isotope. Exercice 3 : Généralités sur la configuration électronique d'un atome a) Que définit la combinaison d'une valeur de n, l et m ? (une seule réponse possible) a. le nombre d'électrons. b. le nombre de couches. c. le niveau énergétique correspondant à l'orbitale électronique. d. une case quantique. b) Parmi les affirmations suivantes, cocher la ou les proposition(s) exacte(s) : A l'orbitale atomique s, il correspond : a. une sphère. b. l = 0, m = 1 et s = 1/2. c. l = 0 et m = 0. d. s = 1/2 ou s = −1/2 e. l = 1 et m = 0. Exercice 4 : Configuration électronique d'un atome Parmi les configurations électroniques suivantes : 2 1 3 2 a. 1s 2s 2p 2 2 6 2 3 2 b. 1s 2s 2p 2 d. 1s 2s 2p 3s 2 2 6 2 6 c. 1s 2s 2p 2 2 e. 1s 2s 2p 3s 3p Laquelle correspond à un alcalino‐terreux ? Laquelle correspond à un gaz rare ? Laquelle correspond à l'azote ? Laquelle correspond au carbone dans sa structure électronique excitée ? Laquelle correspond à un composé de la famille du carbone ? Exercice 5 : Configuration électronique d'un atome Déterminer la configuration électronique, à l'état fondamental, des atomes suivants : N, 13Al, 14Si, 18Ar, 24Cr, 29Cu 7 En déduire le nombre d'électrons de valence. Exercice 6 : Périodicité des propriétés dans le tableau de Mendéléiev On donne les numéros atomiques des atomes suivants : Li : Z = 3 ; Cl : Z = 17 ; C : Z = 6 et H : Z = 1 + ‐ a) Donner la configuration électronique des atomes Li et Cl et des ions Li et Cl . ‐1 b) La valeur absolue de l'énergie d'ionisation de l'atome Li gazeux étant égale à 520 kJ.mol , indiquer le signe de sa valeur algébrique, en justifiant votre réponse. c) L'énergie d'ionisation diminue quand on descend dans la première colonne de la classification périodique : Li, Na, K, Rb, Cs. Quel est le paramètre principal responsable de cette variation ? Exercice 7 : Combien de moles représentent les quantités suivantes (1 décimale suffit) : a. 1 kg de fil de cuivre (Cu) b. 1 carat (= 200 mg) de diamant (C) c. 500 mg de vitamine C (acide ascorbique, C6H8O6) d. 18 g de fructose (C6H12O6) e. 20 ml d’alcool éthylique pur à 20 oC (C2H5OH, d = 0,789) LIAISONS CHIMIQUES Exercice 8 : Généralités a) On considère les liaisons résultant de : a. la mise en commun d'électrons provenant de deux atomes différents. b. une attraction électrostatique entre deux ions de signes opposés. c. la mise en commun d'un doublet électronique provenant d'un seul atome. d. une interaction à faible distance entre deux atomes non chargés. Laquelle correspond à une liaison ionique ? Laquelle correspond à une liaison dative ? Laquelle correspond à une liaison covalente ? b) Toutes les propositions suivantes sont exactes sauf une, laquelle ? a. le recouvrement axial de deux orbitales est plus fort que le recouvrement latéral. b. le recouvrement latéral permet une rotation de la molécule. c. deux orbitales sont dites dégénérées lorsque les niveaux d'énergie sont identiques. d. un recouvrement latéral est réalisable grâce aux orbitales p. Exercice 9 : Généralités Dans une molécule d'éthylène (C2H4), il y a : (une seule réponse possible) a. 6 liaisons σ. b. 4 liaisons σ et 2 liaisons π. c. 5 liaisons σ et 1 liaison π. Exercice 10 : Structures de Lewis Donner les structures de Lewis des composés suivants : a. Cl2 b. CH3F c. HCN d. HBr e. CCl4 f. SO2 g. POCl3 h. CH3OCH3 Exercice 11 : Electrons de valence Parmi les molécules suivantes, laquelle possède 10 électrons de valence ? a. SiH4 b. AlBr3 c. PF5 d. SF6 Exercice 11 : Généralités sur la théorie des orbitales moléculaires a) A propos de la figure ci‐dessous, toutes les propositions suivantes sont exactes sauf une. Laquelle ? a. Chacune des deux sphères de gauche représente une orbitale atomique. b. Le recouvrement d'orbitales atomiques aboutit à la formation d'orbitales moléculaires. c. La sphère de droite représente une orbitale moléculaire liante. d. L'orbitale moléculaire liante apparaît parce que les orbitales atomiques se combinent de façon déphasée. Exercice 12 : Dessinez la structure de Lewis des molécules et ions suivants en indiquant chaque fois le nombre de paires d’électrons libres sur l’atome central : H3PO4 (acide phosphorique), H2PO4 ‐ (hydrogénophosphate), HPO42‐ (di‐hydrogénophosphate), H2O2 (eau oxygénée), H2CO3 (acide carbonique), HCO3‐ (hydrogénocarbonate), CO32‐ (carbonate), CO2 (dioxyde de carbone), HNO3 (acide nitrique), NO3‐ (nitrate), NO2‐ (nitrite), NO2 (dioxyde d’azote)
