Fiche d`exercices Univers3-"Des atomes aux ions" - cours

Fiche d’exercices Univers3-"Des atomes aux ions"
Données : m(p) = m(n) = 1,67.10–27 kg ; m(e–) = 9,11.10–31 kg ; charge électrique q(e–) = –1,6.10–19 C
Exercice 1 :
Le radon, présent dans la nature sous forme de gaz, est la principale source externe d'exposition de l'Homme à la radioactivité
naturelle. L'absorption de ce gaz, présent principalement dans les régions granitiques et volcaniques (Régions Auvergne,
Limousin, Rhône–Alpes, Bretagne, Franche–Comté), accroit les risques de cancer du poumon.
220
1) Indiquer la composition de l'atome de radon 86 Rn.
2) Exprimer la formule permettant de calculer la masse de l'atome et la calculer.
220
222
3) Que peut–on dire de 86 Rn et de 86 Rn ?
Exercice 2 :
L'azote, de symbole 7N, est l'atome le plus présent dans l'air. Il compose la molécule de diazote N 2 qui est le gaz qui
représente 80 % des molécules contenues dans l'air.
1) Combien de proton sont contenus dans le noyau de l'azote. En déduire la charge électrique Q de l'ensemble du noyau d'azote ?
2) Quelle est la charge électrique Q' du nuage électronique (l'ensemble des électrons) ?
3) Quelle est la charge électrique de l’atome d'azote ?
Exercice 3 :
Exercice 13 page 66.
Exercice 4 :
Indiquer la composition de l'ion cuivre II
63
Cu2+.
29
Correction "Des atomes aux ions"
Exercice 1 :
Z = 86 donc l’atome de radon contient 86 p ;
A – Z = 220 – 86 = 134 donc l’atome de radon contient 134 n
Un atome est neutre donc il contient autant de p que d’e– : l’atome de radon contient 86 e–
1)
220
2) m(atome de 86 Rn)
220
= 86.m(p) + 134.m(n) + 86.m(e–)
= 86.m(p) + 134.m(n)
car m(e–) négligeable devant la masse des protons m(p)
–27
–27
= 86x1,67.10 + 134x1,67.10
= 3,67.10–25 kg
222
3) 86 Rn et de 86 Rn sont des isotopes car ils sont le même numéro atomique Z mais un nombre de nucléons A différent.
Exercice 2 :
1) 7N donc Z = 7 donc l’atome d’azote contient 7 p.
Ainsi la charge électrique du noyau d’azote Q(noyau 7N) = 7xq(p) = 7x1,6.10–19 = 1,1.10–18 C
2) Un atome est neutre donc il contient autant de p que d’e–. Ici l’atome d’azote contient 7 e–.
Ainsi la charge électrique du nuage électronique Q(nuage) = 7 xq(e–) = 7x(–1,6.10–19) = –1,1.10–18 C
3) L’atome est neutre donc la charge électrique est nulle.
Exercice 3 :
56
1) L'atome de 26Fe a 26 protons (car Z = 26) donc il a 26 2)
électrons (car il y a autant de protons que d'électrons dans un atome).
L'ion fer a perdu 3 électrons donc il possède 23 électrons.
L'ion a donc 3 charges positives en trop. Le symbole de
56
l'ion fer est 26Fe3+.
16
L'atome de 8 O a 8 protons (car Z = 8) donc il a 8 électrons
(car il y a autant de protons que d'électrons dans un atome) .
L'ion d'oxygène a gagné 2 électrons donc il possède 10
électrons. L'ion a donc 2 charges négatives en trop. Le
16
symbole de l'ion oxygène est 8 O2–.
Exercice 4 :
Z = 29 donc il y a 29 protons p.
N = A – Z = 63 – 29 = 34 neutrons n.
Dans un atome, le nombre de protons p et le nombre d'électrons e– sont identiques donc dans un atome de cuivre, il y a 29 e–.
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Mais 29Cu2+ est un ion cuivre II. Il a perdu 2 e– par rapport à l'atome de cuivre donc l'ion cuivre II possède 29 – 2= 27 e–.