exploration de l`univers - cours

Correction exercices Exo 3*, 4, 5*, 6*, 9, 13, 17* pages 65–67
nb = nombre
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1) La charge électrique du noyau Q est la charge électrique de tous les protons : Q = Z.e
Q 2,08.10–18
La charge électrique d'un proton est e = 1,6.10–19 C donc le nombre de protons Z = =
= 13 protons
e 1,6.10–19
2) nb de nucléons = nb de protons + nb de neutrons = 13 + 14 = 27 nucléons
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1) Un atome contient autant de protons que d'électrons donc l'atome de nickel contient 28 électrons.
2) nb de nucléons = nb de protons + nb de neutrons donc nb de neutrons = nb de nucléons – nb de protons
En résumé : nb de neutrons N = A – Z = 59–28 = 31 neutrons
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1) Un atome contient autant de protons que d'électrons donc l'atome de cobalt contient 27 électrons.
2) nb de nucléons = nb de protons + nb de neutrons
En résumé : nb de nucléons A = Z + N = 27 +32 = 59 nucléons
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1) La masse m d'un atome d'or est la masse de tous les protons et de tous les neutrons (la masse des électrons est négligeable).
Or la masse d'un proton et d'un neutron est la même donc la masse m d'un atome d'or est la masse de tous les nucléons.
Ainsi la masse d'un atome d'or = nb de nucléons x masse d'un nucléon.
m(atome) 3,29.10–25
En résumé : m = A.m(nucléon) donc A =
=
= 197 nucléons
m(nucléon) 1,67.10–27
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3
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1) 2 He et 2 He sont des isotopes car ils ont le même numéro atomique Z et un nombre de nucléons différents.
3
2) Composition de 2He :
Z = 2 donc 2 protons
A – Z = 3 –2 = 1 donc 1 neutron
Dans un atome, les nombres de protons et d'électrons sont
égaux donc 2 électrons.
4
Composition de 2He :
Z = 2 donc 2 protons
A – Z = 4 –2 = 2 donc 2 neutrons
Dans un atome, les nombres de protons et d'électrons sont
égaux donc 2 électrons.
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1) Dans l'atome de fer 26Fe a perdu 3 électrons pour se transformer en ion fer. Cet ion a 3 charges négatives en moins donc il a
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3 charges positives en plus : la formule est donc Fe3+ ou 26Fe3+.
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2) Dans l'atome d'oxygène 8 O a gagné 2 électrons pour se transformer en ion oxyder. Cet ion a 2 charges négatives en plus : la
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formule est donc O2– ou 8 O2–.
3) Fe3+ a 3 charges positives et O2– a 2 charges négatives mais l'oxyde de fer qui contient les 2 ions est neutre (0 charge
électrique). Il faut donc qu'il y ait plusieurs ions Fe3+ et plusieurs ions O2– tel que la charge totale soit nulle.
S'il y a 2 ions Fe3+ cela fera 2x3= 6 charges positives. Pour compenser, il faut 3 ions O2– (3x2 = 6 charges négatives.
On a donc (2 Fe3+ ,3 ions O2–) . L'oxyde de fer présent sur Mars est Fe2O3.
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1) L'irridium I a un numéro atomique Z = 77 etson nombre de nucléons est A = 192 donc
Z = 77 donc 77 protons
A – Z = 192 –77 = 115 donc 115 neutrons
Dans un atome, les nombres de protons et d'électrons sont égaux donc 77 électrons.
2) Ir4+ est un cation car c'est un ion positif (il a perdu 4 électrons). Masse des électrons négligeable
3) m(atome) = 77.m(protons) + 115.m(neutrons) + 77.m(électrons)
= 192.m(nucléons)
car m(protons) = m(neutrons)
= 192 x 1,67.10–27
= 3,21.10–25 kg
4) L'impact de cette météorite semble avoir eu lieu à Chicxulub (province du Yucatan au Mexique), il y a environ 65 millions
d'années. La météorite faisait une dizaine de kilomètre de diamètre (source : wikipedia).