c1 12-13

Épreuve de Chimie
Nom :
No :
Contrôle 1, octobre 2012
Classe : 3e
Durée : 50 minutes
Chimie
Cette épreuve est constituée de trois exercices.
Elle comporte deux pages numérotées 1/2 et 2/2.
L’usage de la calculatrice n’est pas autorisé.
Premier exercice : Étude d’un élément chimique : le silicium (6 points)
Le silicium, de symbole Si, est un métalloïde utilisé en électronique pour fabriquer les piles solaires,
les transistors et les circuits intégrés. Il est préparé à partir du sable très pur.
1. Le numéro atomique du silicium est Z = 14.
a. Écrire la configuration électronique de l’atome de silicium.
b. Indiquer la période et le groupe du silicium.
2. Le silicium se trouve dans la nature comme un mélange de trois variétés d’atomes.
L’abondance relative de ces
variétés d’atomes est indiquée
dans le tableau ci-contre.
Nombre de masse A = 28 A = 29 A = 30
Abondance
relative 90% 6% 4%
a. En quoi diffèrent les trois variétés d’atomes? Comment les appelle-t-on?
b. Écrire le nuclide de l’atome de silicium le moins abondant dans la nature.
c. Tracer un histogramme représentant l’abondance relative des trois variétés d’atomes de
silicium (Échelle : 1 cm → 10 %).
Deuxième exercice : La carte d’identité de l’atome de soufre (7 points)
Le noyau de l’atome de soufre contient 32 particules ; son nuage électronique en contient 16.
Le symbole du soufre est S.
1. Déterminer le nombre de chaque genre de particules (protons, neutrons et électrons) dans
l’atome de soufre.
2. Écrire le nuclide de l’atome de soufre.
3. Calculer la charge du noyau de l’atome de soufre et celle de son nuage électronique. Déduire la
charge totale de l’atome.
4. Donner la représentation conventionnelle de l’atome de soufre. Préciser le nombre d’électrons
célibataires de cet atome.
1/2

5. Le soufre est-il un métal ou un non-métal ?
Troisième exercice : Les familles des éléments chimiques (7 points)
1. Le néon est le deuxième gaz rare. Trouver son numéro atomique.
2. Le sodium est juste au-dessus du potassium 39
19 K dans le tableau périodique.
a. Écrire la configuration électronique de l’atome de potassium.
b. Indiquer la place du potassium dans le tableau périodique. En déduire celle du sodium dans ce
tableau.
c. Déterminer le numéro atomique du sodium.
d. Donner le nom de la famille à laquelle appartient le sodium.
3. L’atome d’hélium a deux électrons. À quelle famille d’éléments appartient-il ?
BON TRAVAIL !
2/2

Classe de 3e Contrôle 1, octobre 2012
Chimie
Corrigé Barème
Premier exercice : Étude d’un élément chimique : le silicium (6 points)
1. Le silicium dans le tableau périodique
a. Le numéro atomique représente le nombre de protons de l’atome. Or, un atome est
électriquement neutre : il a autant de protons que d’électrons. Ainsi, l’atome de
silicium a 14 protons et 14 électrons. Sa configuration électronique est : K2 L8 M4.
b. La période d’un élément correspond au nombre de niveaux d’énergie de l’atome de
cet élément et son groupe correspond au nombre d’électrons périphériques de
l’atome. On déduit alors que le silicium se trouve dans la 3e période (3 niveaux
d’énergie) et dans le groupe IV (4 électrons périphériques).
2. Les variétés d’atomes de silicium
a. Les trois variétés d’atomes ont le même numéro atomique (Z = 14) puisqu’elles
représentent le même élément (le silicium). Ces atomes diffèrent cependant par leurs
nombres de masse A (28, 29 et 30). Ils sont appelés atomes isotopes du silicium.
b. L’atome de silicium le moins abondant dans la nature a un nombre de masse A = 30
(abondance relative de 4%). Son numéro atomique est Z = 14. Cet atome est
représenté par le nuclide suivant : 30
14 Si.
c. Histogramme représentant l’abondance relative des isotopes du silicium
Abondance relative (en %)
90%
90 - 10%
80 -
70 -
60 -
50 -
40 -
30 -
20 - 6%
10 - 4%
0
28
14 Si 29 14 Si 30 14 Si Isotopes du silicium
1 pt
1 ½ pt
1 pt
1 pt
1 ½ pt
Deuxième exercice : La carte d’identité de l’atome de soufre (7 points)
1. Particules constitutives de l’atome de soufre
Le noyau d’un atome contient les nucléons (protons et neutrons) et son nuage
électronique contient les électrons. On déduit que l’atome de soufre a 16 électrons.
Or, le nombre d’électrons est égal à celui des protons puisque l’atome est électriquement
neutre. Donc l’atome de soufre a 16 protons.
Le nombre de nucléons (A) est la somme du nombre de protons (Z) et du nombre de
neutrons (N) : A = Z + N ; d’où : N = A – Z = 32 – 16 = 16. Donc l’atome de soufre a
16 neutrons.
Ainsi, l’atome de soufre a 16 protons et 16 neutrons dans son noyau et 16 électrons dans
son nuage électronique.
½ pt
½ pt
½ pt
1/2

Corrigé Barème
2. Nuclide de l’atome de soufre
Le numéro atomique de l’atome de soufre est Z = 16 et son nombre de masse est A = 32.
Donc l’atome de soufre est représenté par le nuclide : 32
16 S.
3. Charges de l’atome de soufre
- Le noyau de l’atome de soufre contient 16 protons ayant chacun une charge de (1+) et
16 neutrons de charge nulle (0). Donc sa charge est : 16 x (1+) + 16 x 0 = 16+.
- Le nuage électronique de l’atome de soufre renferme 16 électrons ayant chacun une
charge de (1-). Donc sa charge est : 16 x (1-) = 16-.
- La charge totale de l’atome est la somme de la charge du noyau et de la charge du
nuage électronique : (16+) + (16-) = 0. Sa charge est donc nulle.
4. Représentation conventionnelle de l’atome de soufre
L’atome de soufre a 16 électrons
répartis sur 3 niveaux d’énergie :
2 électrons sur le niveau K, 8 sur
L et 6 sur M.
Cet atome a 2 électrons
célibataires sur son niveau
externe M.
5. Nature du soufre
L’atome de soufre a 6 électrons périphériques. Donc le soufre appartient au groupe VI
(colonne 16), situé à droite dans le tableau périodique. C’est un non-métal.
1 pt
¾ pt
¾ pt
½ pt
1 ½ pt
1 pt
Troisième exercice : Les familles des éléments chimiques (7 points)
1. Numéro atomique du néon
Le néon est le 2e gaz rare, il appartient alors à la 2e période et au groupe VIII. L’atome
de néon a donc 2 niveaux d’énergie (K et L) et 8 électrons périphériques.
Sa configuration électronique est K2 L
8. L’atome de néon a 10 électrons, donc il a
10 protons puisqu’il est électriquement neutre. On déduit que le numéro atomique du
néon, qui représente le nombre de protons est : Z = 10.
2. Numéro atomique et famille du sodium
a. L’atome de potassium, électriquement neutre, a 19 protons (Z = 19) et 19 électrons.
Sa configuration électronique est : K2 L8 M8 N1.
b. L’atome de potassium a 4 niveaux d’énergie et un électron périphérique. Donc le
potassium se trouve dans la 4e période et dans le groupe I (colonne 1).
Puisque le sodium est juste au-dessus du potassium dans le tableau périodique, il est
donc placé dans la 3e période et dans le groupe I.
c. L’atome de sodium a 3 niveaux d’énergie (3e période) et 1 électron externe
(groupe I). Sa configuration électronique est K2 L
8 M 1. Cet atome a 11 électrons,
donc il a 11 protons car l’atome est électriquement neutre. Alors, le numéro atomique
du sodium, égal au nombre de protons est : Z = 11.
d. Le sodium est dans le groupe I. Il appartient donc à la famille des métaux alcalins.
3. Famille de l’hélium
Les deux électrons de l’atome d’hélium saturent le 1er niveau d’énergie K à 2 électrons
(K2). L’hélium appartient donc à la famille des gaz rares (groupe VIII).
1 ¼ pt
¾ pt
1 pt
1 pt
1 ¼ pt
¾ pt
1 pt
2/2