c1 14-15 cor

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Classe de 3e Contrôle 1, le 14/10/2014
Chimie
Corrigé Barème
Premier exercice : Les variétés d’atomes d’un élément chimique (7,5 points)
1. Particules constituant l’atome d’oxygène représenté par E2
Les particules qui constituent un atome sont : les protons, les neutrons et les électrons.
L’atome étant électriquement neutre, on y trouve autant de protons que d’électrons. On
déduit alors que l’ensemble E2 = {9, 8, 8} représente un atome d’oxygène ayant :
8 protons, 8 électrons et 9 neutrons.
2. Numéro atomique de l’oxygène
Le numéro atomique Z de l’oxygène est égal au nombre de protons qui est le même dans
les trois variétés d’atomes. Donc Z = 8.
3. Représentation conventionnelle de l’atome d’oxygène
L’atome d’oxygène a 8 électrons répartis sur 2
niveaux d’énergie : 2 sur K et 6 sur L. Sa
représentation conventionnelle est donnée ci-contre.
L’atome d’oxygène a 2 électrons célibataires sur son
dernier niveau.
4. Nuclides des trois genres d’atomes d’oxygène
Les trois genres d’atomes d’oxygène ont le même numéro atomique : Z = 8.
Le nombre de masse A de chaque atome est le nombre de ses nucléons : A = Z + N.
Or, les différents nombres de neutrons (N) dans les trois genres d’atomes sont
respectivement : 8 (dans E1), 9 (dans E2) et 10 (dans E3). Donc les différents nombres de
masse sont respectivement : A1 = 8 + 8 = 16 ; A2 = 8 + 9 = 17 ; A3 = 8 + 10 = 18. Ainsi,
les nuclides des trois genres d’atomes d’oxygène sont respectivement: 16
8O ; 17 8O ; 18 8O.
Les trois variétés d’atomes d’oxygène, ayant même numéro atomique mais différents
nombres de masse, sont appelées isotopes de l’élément oxygène.
5. Calcul des différentes charges de l’atome d’oxygène
a. Charge du noyau = charge des protons + charge des neutrons
Charge du noyau = 8 x (1+) + N x 0 = 8+
b. Charge du nuage électronique = charge des électrons
Charge du nuage électronique = 8 x (1-) = 8-
c. Charge totale de l’atome = charge du noyau + charge du nuage électronique
Charge totale de l’atome = (8+) + (8-) = 0.
6. Les différentes charges de l’ion oxyde
Si l’atome d’oxygène gagne 2 électrons :
- la charge du noyau restera la même (8+) car le nombre de protons n’a pas changé ;
- la charge du nuage électronique deviendra : (8-) + (2-) = 10- (il a 2 e- en plus) ;
- la charge totale de l’ion formé deviendra : (8+) + (10-) = 2-
¾ pt
1 pt
½ pt
½ pt
¼ pt
¼ pt
¾ pt
¾ pt
½ pt
½ pt
½ pt
½ pt
¼ pt
¼ pt
¼ pt
Deuxième exercice : Les principaux éléments nutritifs des plantes (7,5 points)
1. L’azote
a. L’atome d’azote a 7 protons (Z = 7). Étant électriquement neutre, cet atome a
également 7 électrons. Sa configuration électronique est : K2 L5.
1 pt

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Corrigé Barème
b. Le nombre d’électrons périphériques de l’atome d’un élément correspond au groupe
de cet élément et le nombre de niveaux d’énergie correspond à sa période. Puisque
l’atome d’azote a 5 électrons périphériques et 2 niveaux d’énergie, on déduit que
l’azote appartient au groupe V et à la 2e période.
c. La masse d’un atome est égale à celle de ses nucléons puisque la masse des électrons
est négligeable. L’atome d’azote a 14 nucléons (représentés par le nombre de masse
A) ayant chacun une masse de 1 u. Donc la masse atomique de l’azote est 14 u.
2. Le phosphore
a. Étant juste au-dessous de l’azote dans le tableau périodique, le phosphore se trouve
dans le groupe V et dans la 3e période du tableau.
b. L’atome de phosphore a 3 niveaux d’énergie (3e période) et 5 électrons périphériques
(groupe V). Sa configuration électronique est : K2 L8 M5. Cet atome a 15 électrons
(2 + 8 + 5 = 15) donc 15 protons car il est électriquement neutre. On déduit que le
numéro atomique du phosphore, égal au nombre de protons, est : Z = 15.
3. Le potassium
a. L’ion potassium K+, ayant 18 électrons, provient d’un atome de potassium K qui a
perdu un électron. Donc K a 19 électrons (1 électron en plus) et 19 protons car il est
électriquement neutre. On déduit que le numéro atomique du potassium est : Z = 19.
b. Puisque l’atome de potassium a un électron périphérique, donc le potassium est dans
le groupe I. Il appartient à la famille des métaux alcalins.
1 pt
1 pt
1 pt
1 ¼ pt
1 ¼ pt
1 pt
Troisième exercice : Les caractéristiques d’une famille chimique (5 points)
1. Groupe chimique et caractéristique des gaz rares
Les gaz rares sont placés dans le groupe VIII (18e colonne). Ces gaz ont tous des atomes
saturés sans aucun électron célibataire.
2. Numéro atomique du néon
Le néon est dans la 2e période puisqu’il est le 2e gaz rare et dans le groupe VIII. Donc
l’atome de néon a 2 niveaux d’énergie saturés. Sa configuration électronique est K2 L8.
L’atome de ce gaz a 10 électrons donc 10 protons car il est électriquement neutre. Le
numéro atomique du néon est donc : Z = 10.
3. Histogramme représentant les numéros atomiques des trois 1ers gaz rares
Numéro atomique
18
18 - 2 p
16 -
14 -
12 - 10
10 -
8 -
6 -
4 - 2
2 -
0
He Ne Ar Gaz rares
1 pt
1 ½ pt
½ pt
2 pts