Devoir sur les atomes, les ions, les molécules et la pression 1

Devoir sur les atomes, les ions, les molécules et la pression
1) Le numéro atomique 15 signifie que le noyau contient 15 protons. Le nombre de nucléons 31 signifie que le
noyau contient en tout 31 nucléons, donc 31-15=16 neutrons. Comme l’atome est neutre, il contient autant
d’électrons que de protons, soit 15 électrons.
2)
Les 15 électrons se répartissent suivant : (K)2(L)8(M)5.
3)
Un ion monoatomique est un atome ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
4)
Règle de l’octet : un atome réagit pour obtenir 8 électrons sur sa couche externe (pour Z ≥ 4). Règle du
duet : un atome réagit pour obtenir 2 électrons périphériques.
5)
L’atome de phosphore possède 5 électrons périphériques. Pour en avoir 8, il lui en manque 3 : il a tendance à
gagner 3 électrons, ce qui donne l’ion P3-.
6)
Une liaison covalente est la mise en commun de deux électrons par les deux atomes d’une liaison.
7)
L’atome d’hydrogène possède un électron périphérique. Selon la règle du duet, à laquelle il obéit, il a
tendance à avoir deux électrons périphériques. Faire une liaison covalente lui apporte cet électron qui lui
manque pour avoir le duet.
8)
Pour le carbone, les électrons se répartissent de la manière suivante : (K)2(L)4. Il en manque 4 pour avoir
l’octet. Il a tendance à faire 4 liaisons covalentes. En ce qui concerne l’oxygène, on a : (K)2(L)6, il manque
deux électrons pour avoir l’octet, il a donc tendance à faire deux liaisons covalentes. On constate que, dans
les molécules ci-dessous, la molécule 2 vérifie toutes ces contraintes. En revanche, un atome de carbone de
la molécule 1 ne fait que 3 liaisons : elle n’existe pas.
9) Chaque fois que la profondeur augmente de 10, la pression augmente de 1 bar. À 25 m de profondeur, la
pression à la surface (de 1 bar) a donc augmenté de 2,5 bars : au total elle vaut 3,5 bars.
10) On sait que la loi liant pression et volume s’écrit : p.V = constante. Donc pbouteille.Vbouteille = p25.V25, d’où V25 =
pbouteille.Vbouteille / p25 = 200*12/3,5 = 686 L
11) Comme 686/15 = 46, il peut rester 46 min en plongée.
12) On lit sur la table qu’après une plongée de 25 min à 40 m, il faut observer un palier de 2 min à 6 m et un
autre de 19 min à 3 m. Entre 40 m et 6 m, donc pour 34 m, il remonte à 15 m/min, cela dure 34/15 = 2,3 min.
Il faut ajouter les 2 min du premier palier. Entre les deux paliers, 3 m, à la vitesse de 6 m/min, donc une
durée de 0,5 min. Le deuxième palier dure 19 min. Ensuite, il reste 3 m à 6 m/min, donc à nouveau 0,5 min.
La durée totale vaut donc 2,3+2+0,5+19+0,5 = 24,3 min.