1 6 - PCSI Chimie

!
!
Corrigé
Lundi 1er octobre 2012!
• Moyenne&:&10,7&
• Min&:&6,1&
• Max&:&17,1&
L’usage de la calculatrice n’était pas autorisée…
!
CHIMIE
CPGE DAUTET
PCSI
2012-13
Lycée&Jean&DAUTET&PCSI&201262013&&&&&&D.Lecorgne&
&
Devoir&Surveillé&
1
6#

Page 2 sur 20!
Exercice 1. 40 min
Le sélénium 18 points
!
"#!$%&%'()*+!,#!$-*./&#!0#+!#$1!&2%&%*#'1!,#!')*%3/!41/*(5)#!6!7!89:!
"# "!$%!;<3(3#!&4!</'=(>)341(/'!%&#<13/'(5)#!=/',4*#'14&#!,#!&241/*#!,#!$%&%'()*!#1!
"!$%!&#!$(1)#3!,4'$!&4!<&4$$(=(<41(/'!?%3(/,(5)#!@?%3(/,#!#1!</&/''#A:!
!
La configuration électronique fondamentale du sélénium est la
suivante :
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p4
!
Son nombre quantique principal le plus élevé est n=4 : il appartient à la
4 ème période. Comme les derniers électrons occupent la sous-couche
4p, il appartient au bloc p et se situe exactement dans la 16ème colonne.
!!
&# "!$%!B)#&$!$/'1!$#$!%&#<13/'$!,#!C4&#'<#!D!!
!
Ses électrons de valence sont ceux qui sont associés au nombre
quantique principal n le plus élevé (il n’ y a pas de sous-couche (n-1)d
en cours de remplissage) : il possède donc 6
électrons de valence.!

!
!
8!
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p4
électrons de coeur électrons de valence
!
'# ()*!$%!"241/*#! ,#! $%&%'()*! ?/$$E,#F1F(&! ,#$! %&#<13/'$! <%&(.414(3#$! D! 0(! /)(+!
</*.(#'!D!G)$1(=(#3:!!
!"!$%!H/)$!%'/'<#3#I!&4!3E>&#+!/)!&#!?3('<(?#!5)#!C/)$!4C#IFC/)$!)1(&($%:!
Il possède 2 électrons célibataires. Le remplissage de la sous-
couche 4p respecte en effet la règle de Hund, qui dit ceci :
« Lors du remplissage des orbitales atomiques d’un niveau d’énergie
dégénéré, la stabilité maximale est atteinte en plaçant le maximum
d’électrons seuls dans chaque orbitales atomiques et dans le même état
de spin ».
Au passage, cela signifie que l’atome de sélénium est paramagnétique.!
"#$! %'#3>(#$! ,2(/'($41(/'! $)<<#$$(C#$! ,)! $%&%'()*! /'1! ?/)3! C4&#)3! @#'! JG:*/&FKA! L! M9K+!
!NO99+!NMP9+!9K99+!QRMO+!PSS8+!K9MMO!L!!
!
0)3!&#!>34?T(5)#!?3%<%,#'1+!#$1!3#?/31%#!&4!C4&#)3!,#!&2%'#3>(#!,#!&4!'(E*#!(/'($41(/'!#'!
=/'<1(/'!,#!':!
+# ()*!$%!;<3(3#! &2%5)41(/'F.(&4'! ,#! &4! 3%4<1(/'! 4$$/<(%#!U!&2%'#3>(#! ,#! ?3#*(E3#!
(/'($41(/'+!!
Se(g) = Se+(g) + e-
!
"!$%!?)($!<#&&#!4$$/<(%#!U!&2%'#3>(#!,#!,#)V(E*#!(/'($41(/'!,)!$%&%'()*:!
O!
NOOO!
9OOO!
QOOO!
SOOO!
KOOOO!
KNOOO!
K9OOO!
KQOOO!
O! N! 9! Q! S!
,-!.!/012345"!
;W!X!JG:*/&FK!

Page 4 sur 20!
Se+(g) = Se2+(g) + e-
!
*# ")*!$%!Y/**#'1#3! &#! ?&)$! </*?&E1#*#'1! ?/$$(.&#! !&2%C/&)1(/'! /.$#3C%#! $)3! &#!
>34?T(5)#!?3%<%,#'1:!
On remarque l’énergie d’ionisation croît au fur et à mesure que l’on
enlève des électrons au sélénium : cela est normal car les électrons qui
restent sous soumis à une attraction du noyau de plus en plus
forte.
On notera quand même une forte augmentation lorsque l’on enlève le
7ème électron, mais ceci était prévisible car c’est un premier électron
de cœur que l’on enlève ici, et ces électrons sont très fortement liés
au noyau.
copie d’écran du site webelements
Rem : 14 990 kJ.mol-1 = 156 eV ce qui correspond à l’énergie d’une
radiation de longueur d’onde λ = 8 nm : domaine des rayons X.
!
W&!#V($1#!,#!'/*.3#)V!</*?/$%$!,)!$%&%'()*:!Z'!?#)1!<(1#3!L!
[N0#!\!!0#Z8!\!!0#Z9NF!\!![N0#Z9+!!
!
!

!
!
R!
6# ()*!$%!()*!$%!"! $%!"! $%!]/)3! <T4<)'! ,#$! </*?/$%$! <(F,#$$)$+! ?3/?/$#3! )'!
$<T%*4!@/)!$13)<1)3#A!,#!"#^($:!Le&numéro&atomique&de![!est!67K!\!celui&de!Z!est&
67S!\!celui&de&F&est!67M:!
!
7&89!
89:'!
89:+&5!
7&89:+!
S!%&#<13/'$!
9!,/).&#1$!
N9!%&#<13/'$!
KN!,/).&#1$!
8N!%&#<13/'$!
KQ!,/).&#1$!
8N!%&#<13/'$!
KQ!,/).&#1$!
!
!
SeHH
!
!
!
SeOO
O
!
!
SeOO
O
O
!
!
!
SeOO
O
O
H
H
!
!
!
;# ()*!$%!()*!$%!()*!$%!()*!$%!_1(&($#3! &4! *%1T/,#! H:0:;:]:`! ?/)3! ?3%<($#3! &4!
>%/*%13(#! @4)1/)3! ,#! &241/*#! ,#! $%&%'()*A! ,4'$! <T4<)'! ,#$! </*?/$%$!
?3%<%,#'1$:!
!
7&89!
89:'!
89:+&5!
7&89:+!
!
!
!
SeHH
!
!
!
SeOO
O
!
!
SeOO
O
O
!
!
!
SeOO
O
O
H
H
!
<=>9!?@&,&!
<=>9!?@',(!
<=>9!?@+,(!
<=>9!?@+,(!!
ABC%3CD!E9!8#!
F3CEG9!
α!H!"(IJ&KL!
$4BM9!%DNO3MB49!
α!P!"&(J!
<G%DBGEDNQC9!
α!P!"(IJ&KL!
<G%DBGEDNQC9!
α"!≈!"(IJ&KL!
α&!≈!"(IJ&KL!
!
!
!
!
!
!