correction du DS n°3 en seconde

Nom Prénom : …..……………………
Durée : 55 minutes
Il faut lire l’énoncé. Attention à la rédaction ! ! ! (Certaines réponses devront être justifiées
Exercice 1 (4 points) : Complète le texte à trous ci-dessous :
Le modèle de l’atome imaginé au début du XX
ième
siècle est représenté par ..................................................................................
Rutherford en 1911 découvre que l’atome est constitué essentiellement de ……………………………….. ……………
Z est appelé ......................................................... ; A est appelé ……………………………………………..
Un cation est un atome qui a …………………………………… un ou plusieurs …………….…………
Relation mathématique entre m (proton) et m(neutron) : ......................................................................
Le « carbone 12 » et le « carbone 14 » sont des ............................ce qui signifie........................................................................................
Exercice 2 (6 points) : Tableaux
a°) Compléter le tableau de gauche à droite (sans justifier) : Le nom latin de l’azote est « nitrogenium », celui du sodim est
« natrium ».
Nom
Symbole Charge globale
(en e)
Nombre
de proton Nombre de neutron Nombre d’électron
azote 7 8
ion
sodium + 12 10
Ion iode 127 _ I
53
b°) En vous servant des donnés du tableau ci-dessus indiquer la répartition électronique ou configuration électronique de l’atome
d’azote puis de l’ion sodium.
c°) L’ion sodium est –il stable du point de vue chimique (ou énergétique) (Justifier)
Exercice 3 (6 pts) : La classification périodique
1°) L’élément potassium K possède 19 protons.
Place cet élément dans la classification périodique ci-dessous en expliquant ton placement ?
2°) L’argon est le 3
ième
élément de la famille des gaz rares.
Place l’argon dans la classification périodique ci-dessous.
Donne la répartition ou structure électronique de l’atome d’argon en justifiant.
3°) L’atome de l’élément X, à trouver, a 2 électrons sur sa dernière couche.
Sachant que cette couche est la couche M, déterminer le numéro atomique de X en justifiant.
Identifier X par son nom et son symbole.
Quel est le nom de la famille à laquelle appartient X ?
Rappelle une propriété chimique qui caractérise cette famille ?
4°) Soit l’atome de chlore placé dans la classification ci-dessous ?
Quel ion a tendance à donner l’atome de chlore Cl ? (Justifie)
Quel est le nom de la famille à laquelle appartient Cl ? (0,5 pt)
5°) L’atome de soufre a tendance à donner l’ion S
2-
. L’atome de soufre possède des électrons sur les couches
K, L et M.
Donne la répartition électronique de l’atome de soufre (0,5 pt)
Place l’élément soufre dans la classification périodique ci-dessous. (0,5 pt)
H He
Li Be B F
Na Mg Al Cl
Ca Br
Exercice 4 (4 pts) : Données
proton neutron électron
1,673.10
-27
kg 1,675.10
-27
kg 9,1.10
-31
kg
L’élément fer est caractérisé par son numéro atomique 26 et par son nombre de masse 56.
1°) Donner la composition d’un noyau de fer.
2°) Donner la composition d’un atome de fer.
3°) Déterminer la masse d’un atome de fer.
4°) On possède un morceau de fer de masse 1 mg. Combien d’atomes de fer contient cet échantillon ?
-
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- Devoir surveillé de sciences physiques n°3
Devoir surveillé de sciences physiques n°3 Devoir surveillé de sciences physiques n°3
Devoir surveillé de sciences physiques n°3

Exercice 1 : Connaissance du Cours (4 points)
1- Le modèle de l’atome imaginé par Bohr est représenté par un noyau central autour duquel tournent des électrons.
(0,5 modèle)
2- Les expériences de Rutherford en 1911 mettent en évidence la structure lacunaire (constitué vide) de l’atome (0,5 pt)
3- Z est appelé numéro atomique (0,5) ; A est appelé nombre de masse =nombre de nucléon (0,5)
4- Un cation est atome qui a perdu (0,5) un ou plusieurs électrons (0,25).
5- m(proton) = m(neutron) (0,25)
6- Le « carbone 12 » et le « carbone 14 » sont des isotopes (0,5 ) ce qui signifie qu’ils ont le même nombre de protons mais pas le
même nombre de neutrons (0,5 )
Exercice 2 : Tableaux (6 points)
a°) 9 réponses : 0,5 par réponse soit 4,5 pts)
Nom
Symbole Charge globale
(en e)
Nombre
de proton Nombre de neutron Nombre d’électron
azote 15 N
7 0 7 8 7
ion
sodium
23 +
Na
11 + 11 12 10
ion
iodure
127 _
I
53 - 53 74 54
b°) L’azote a 7 électrons répartie de la façon suivante : (K)
2
(L)
5
, l’ion sodium a 10 électrons répartie de la façon suivante (K)
2
(L)
8
(0,5 par réponse =1 pt)
c°) La dernière couche de l’ion sodium est complète : il est donc stable du point de vue chimique ou énergétique : il vérifie la règle de
l’octet (0,5 réponse justifiée)
Exercice 3 (6 pts) : La classification périodique
1°) Les éléments chimiques sont classés par numéro atomique croissant dans la classification périodique, il suffit de compter la
19
ième
case en partant de la gauche pour placer le potassium K (0,25 justifications + 0,25 position dans le tableau).
2°) La famille des gaz rares est la dernière colonne de la classification périodique, on compte la 3
ième
case en partant du haut de
cette colonne (0,5 position sans justification). Connaissant sa position on en déduit que Z=18 donc il y a 18 électrons dont la
répartition électronique est (K)
2
(L)
8
(M)
8
(0,25 justifications + 0,25 répartition électronique).
3°) Si la dernière couche est la couche M et qu’elle contient 2 électrons c’est que les couches précédentes ont été remplies
donc il y a 2 + 8 + 2 = 12 électrons en tout pour X donc Z=12 (0,25 justifications + 0,25 pour Z).
L’élément X qui a un Z=12 (12
ième
case en comptant de la gauche vers la droite) est le magnésium de symbole Mg (0,25 nom +
0,25 pour le symbole). Le magnésium qui est dans la 2
ième
colonne appartient à la famille des alcalino-terreux (0,5 nom de la
famille) , ces derniers ont un caractère basique (0,5 propriété).
4°) L’atome de chlore qui est placé dans l’avant dernière colonne va vouloir ressembler au gaz rare le plus proche (Ar) de façon à
vérifier la règle de l’octet : c’est pourquoi il a tendance à gagner un électron et devenir l’ion Cl
-
(0,5 justifications + 0,5 pour
l’ion). Le chlore appartient à la famille des halogènes ( 0,5 nom de la famille).
5°) Si atome de soufre a tendance à donner l’ion S
2-
et qu’il possède des électrons sur les couches K, L et M c’est que la dernière
couche contient 6 électrons (il lui en manque 2 pour vérifier la règle de l’octet) donc la répartition électronique de l’atome de
soufre est (K)
2
(L)
8
(M)
6
(0,5 répartition électronique) par conséquent son Z est de Z=16 il est placé juste avant le chlore
Cl ( 0,5 position tableau).
Exercice 4 (4 pts) :
1°) Le noyau est constitué de 56 nucléons dont 26 protons et de 56 – 26 = 30 neutrons (0,5 pour les neutrons + 0,5 protons)
2°) L’atome est constitué du noyau positif (de 56 nucléons dont 26 protons et de 56 – 26 = 30 neutrons) et 26 électrons. En effet dans
un atome il y a autant de protons que d’électrons car l’atome est électriquement neutre (0,5 pour le nombre d’électrons + 0,5
justifications)
3°) La masse des électrons est négligeable devant celle des nucléons donc on peut considérer que : m(atome) ≈ m(noyau) = Z.m(p) +
(A-Z).m(n) donc m(atome) ≈26.m(p) + 30.m(n) = 26x1,673.10
-27
+ 30x1,675.10
-27
= 9,375.10
-26
kg ( (0,5 pour le résultat + 0,5
justifications)
4°) m = 1 mg = 1.10
-6
kg
soit N le nombre d’atomes de fer contenus dans cet échantillon : N =
)atome(m m
=
26
6
10.375,9
10.1
−
−
= 1,07.10
19
≈ 1.10
19
atomes ( (0,5
pour le résultat + 0,5 détail du calcul ou formule littérale)
-
--
- Corre
Corre Corre
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