Corrigé

Exercice 1 : Notation
1) Rappeler ce que signifient X, A et Z dans la notation.
Le X représente le symbole de l'élément (ex : O pour oxygène)
Le Z représente le numéro atomique et le nombre de proton
A représente le nombre de nucléons
2) Faire le schéma d'un atome de Beryllium
Be
4
9
L'atome de Beryllium a 4 protons, 5 neutrons et 4 électrons
Exercice 2 : Isotopes
Des scientifiques ont isolé les 4 noyaux suivants [Z ; A] : [6 ; 12], [6 ; 14], [7 ; 14] et [7 ;
15]
1) Indiquer ce qu'est un isotope
Sont isotopes d'un même élément deux atomes ayant le même nombre de protons Z mais
un nombre de nucléons A différents.
2) En déduire le nombre d'éléments chimiques représentés
Ce qui définit l'élément est le Z, il y a donc 2 éléments : l'azote Z=7 et le carbone Z=6
3) identifier les isotopes
C
6
12
C
6
14
N
7
14
N
7
15
Exercice 3 : Ordres de grandeur
Le diamètre d'un atome est de l'ordre de 10-10 m, celui de son noyau de l'ordre de 10-15 m. En conservant les proportions,
quel serait le diamètre de l'atome si son noyau avait le même diamètre qu'une pièce de 1 cent (1,7cm) ?
Il suffit de faire une relation de proportionnalité :
10-10m → x
x=10−10×1,7
10−15 =1,7×105cm=1,7 km
10-15m → 1,7cm
Exercice 4 : Structure du noyau.
Symbole Si N B Na FP
Nom Silicium Azote Bore Sodium Fluor Phosphore
Z14 7 511 9 15
A 28 14 11 23 19 31
Nombre
neutrons
14 7 6 12 10 16
Exercice 5 : Masse d'un atome
1) Calculer la masse d'un atome d'argent
Ag
47
108
mAg = mnucléon x nnucléons = 1,67 x 10-27 x 108 = 1,80 x 10-25 kg
2) Un atome de plomb a une masse de 3,46x10-25kg, s'agit-il de 206Pb, 207Pb ou 208Pb ?
On a mPb = mnucléon x nnucléons donc
nnucléons=mPb
mnucléon
=3,46×10−25
1,67×10−27 =207
il s'agit donc de 207Pb.
Exercice 6 : Charge électrique
1) Combien le noyau d'un atome d'Arsenic contient-il de protons ?
Arsenic : As → Z=33 → 33 protons
2) Quelle est la charge électrique Q totale de ce noyau ?
Q = nprotons x qproton = 33 x 1,6 x 10-19 C = 5,28 x 10-18C
Le noyau d'un atome a une charge totale Q = 4,8 x 10-18 C et contient 35 neutrons.
3) Calculer le nombre de protons de son noyau
nprotons=Qnoyau
qproton
=4,8×10−18
1,6×10−19 =30
il contient donc 30 protons
4) En déduire son nom et son symbole
Z=30 → Zn : zinc. De plus il contient 35 neutrons donc A = 35 + 30 = 65 →
Zn
30
65
Exercice 7 : Structure électronique
X
Z
A
Légende :
Électron
Proton
Neutron Noyau
Atome

Indiquer les structures électroniques des atomes de Fluor et d'Argon
Fluor F:(K)2(L)7
Argon Ar : (K)2(L)8(M)8
Exercice 8 : Les ions
1) Rappeler ce qu'est un ion
Un ion est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons
Un ion de Calcium a perdu 2 électrons
2) Écrire sa formule
Ca2+
3) Combien lui reste-t-il d'électrons ?
IL en avait initialement 20 car Z=20, il lui en reste donc 18.
4) Écrire la structure électronique de l'azote
N : (K)2(L)5
5) Expliquer quel ion il est susceptible de former
Le gaz noble le plus proche est le Néon N:(K)2(L)8
Il va donc capter 3 électrons et devenir l'ion N3-
Exercice 9 : Conversions
a) 70 kg → 7x107 mg b) 415 nm → 4,15x10-7 m c) 31,5 mA → 3,15x10-5 kA
d) 13 cm → 1,3x10-5 µm e) 17 m.s-1 → 61,2 km.h-1 f) 35h 45min → 128700 s
Exercice 10 : (Bonus) Le proton a une masse de 1,67*10-27 kg pour un rayon d'environ 0,84 fm.
1) Quel est son volume en m3 ? (On rappelle que
Vsphère=4
3×π×rayon3
)
Vsphère=4
3×π×rayon3=4 3×π×(8,4×10−16)3=2,48×10−45 m3
2) Quelle est sa masse volumique en kg.m-3 ?
ρ= m
V=1,67×10−27
2,48×10−45 =6,72×1017 kg .m−3
3) Avec une telle masse volumique, quel volume occuperait-il si sa masse était de 6x1024 kg ?
V=m
ρ=6×1024
6,72×1017 =8,9×106m3
4) Quel serait alors son rayon ? (on inverse la formule précédente
rayon=3
√
3×Vsphère
4×π
)
rayon=3
√
3×Vsphère
4×π =3
√
3×8,9×106
4×π =128 m
Chapeau bas si vous avez terminé ce bonus, vous venez de calculer la taille d'un proton qui aurait la même masse...
que la Terre !

Exercice 1 : Notation
1) Rappeler ce que signifient X, A et Z dans la notation.
Le X représente le symbole de l'élément (ex : O pour oxygène)
Le Z représente le numéro atomique et le nombre de proton
A représente le nombre de nucléons
2) Faire le schéma d'un atome de Bore
B
5
10
L'atome de Bore a 5 protons, 5 neutrons et 5 électrons
Exercice 2 : Isotopes
Des scientifiques ont isolé les 4 noyaux suivants [Z ; A] : [7 ; 14], [7 ; 15], [8 ; 15] et
[8 ; 16]
1) Indiquer ce qu'est un isotope
Sont isotopes d'un même élément deux atomes ayant le même nombre de protons Z
mais un nombre de nucléons A différents.
2) En déduire le nombre d'éléments chimiques représentés
Ce qui définit l'élément est le Z, il y a donc 2 éléments : l'azote Z=7 et l'oxygène Z=8
3) identifier les isotopes
N
7
14
N
7
15
O
8
15
O
8
16
Exercice 3 : Ordres de grandeur
Le diamètre d'un atome est de l'ordre de 10-10 m, celui de son noyau de l'ordre de 10-15 m. En conservant les proportions,
quel serait le diamètre de l'atome si son noyau avait le même diamètre qu'une pièce de 2 cents (1,9cm) ?
Il suffit de faire une relation de proportionnalité :
10-10m → x
x=10−10×1,9
10−15 =1,9×105cm=1,9 km
10-15m → 1,9cm
Exercice 4 : Structure du noyau.
Symbole N B Na F PS
Nom Azote Bore Sodium Fluor Phosphore Soufre
Z7 5 11 9 15 16
A 14 11 23 19 31 32
Nombre
neutrons
7612 10 16 16
Exercice 5 : Masse d'un atome
1) Calculer la masse d'un atome de cuivre
Cu
29
64
mCu = mnucléon x nnucléons = 1,67 x 10-27 x 64 = 1,07 x 10-25 kg
2) Un atome d'étain a une masse de 2,004x10-25kg, s'agit-il de 114Sn, 120Sn ou 122Sn ?
On a mSn = mnucléon x nnucléons donc
nnucléons=mSn
mnucléon
=2,004×10−25
1,67×10−27 =120
il s'agit donc de 120Sn.
Exercice 6 : Charge électrique
1) Combien le noyau d'un atome de Strontium contient-il de protons ?
Strontium → Z=38 → 38 protons
2) Quelle est la charge électrique Q totale de ce noyau ?
Q = nprotons x qproton = 38 x 1,6 x 10-19 C = 6,08 x 10-18 C
Le noyau d'un atome a une charge totale Q = 4,96 x 10-18 C et contient 39 neutrons.
3) Calculer le nombre de protons de son noyau
nprotons=Qnoyau
qproton
=4,96×10−18
1,6×10−19 =31
il contient donc 31 protons
4) En déduire son nom et son symbole
31 protons → Z = 31 → Ga : il s'agit du gallium
Exercice 7 : Structure électronique
Indiquer les structures électroniques des atomes de Chlore et du Néon
Cl : (K)2(L)8(M)7
Ne : (K)2(L)8(M)8
Exercice 8 : Les ions
1) Rappeler ce qu'est un ion
X
Z
A
Légende :
Électron
Proton
Neutron Noyau
Atome

Un ion est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons
Un ion de Magnésium a perdu 2 électrons
2) Écrire sa formule
Mg2+
3) Combien lui reste-t-il d'électrons ?
Mg → Z=12 → 12 électrons : il lui reste donc 10 électrons
4) Écrire la structure électronique du Phosphore
P:(K)2(L)8(M)5
5) Expliquer quel ion il est susceptible de former
Le gaz noble le plus proche est l'argon Ar : (K)2(L)8(M)8, le phosphore aura donc tendance à capturer 3 électrons et
devenir l'ion P3-
Exercice 9 : Conversions
a) 750 kg → 7,5 x 108 mg b) 45 nm → 4,5 x 10-8 m c) 315 mA → 3,15 x 10-4 kA
d) 17 cm → 1,7 x 105 µm e) 27 m.s-1 → 97,2 km.h-1 f) 45h 35min → 164100 s
Exercice 10 : (Bonus) Le proton a une masse de 1,67*10-27 kg pour un rayon d'environ 0,84 fm.
1) Quel est son volume en m3 ? (On rappelle que
Vsphère=4
3×π×rayon3
)
2) Quelle est sa masse volumique en kg.m-3 ?
3) Avec une telle masse volumique, quel volume occuperait-il si sa masse était de 6x1024 kg ?
4) Quel serait alors son rayon ? (on inverse la formule précédente
rayon=3
√
3×Vsphère
4×π
)
Chapeau bas si vous avez terminé ce bonus, vous venez de calculer la taille d'un proton qui aurait la même masse...
que la Terre !