Exercices

Sirius 2de - Livre du professeur
Chapitre 11. L’élément chimique
Chapitre 11. L’élément chimique. © Nathan 2010
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Exercices
Exercices d’application
 5 minutes chrono !
1. Mots manquants
a. élément chimique ; numéro atomique
b. conservation ; éléments chimiques
c. numéro atomique ; nombre de neutrons
d. du « duet » ; de l’octet
e. cation
f. anion
2. QCM
a. Par gain d’un électron sur sa couche externe.
b. Sont des noyaux isotopes.
c. 17 protons et 36 nucléons.
d. L’atome de néon.
e. L’ion Mg2+.
f. L’ion F-.
g. Respectivement un cation et un anion.
 Mobiliser ses connaissances
L’élément chimique (§1 du cours)
3. Corrigé dans le manuel.
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4. Corrigé dans le manuel.
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5. Corrigé dans le manuel.
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6. La formule de la molécule d’eau est H2O : les éléments en fin de transformation sont donc H
et O.
On écrit le bilan des éléments en début et en fin de transformation :
Éléments en début de transformation
Éléments en fin de transformation
H et O
H et O
Conclusion : il y a bien eu conservation en éléments au cours de cette transformation chimique.
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Chapitre 11. L’élément chimique
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Différentes formes d’un élément (§2 du cours)
7.
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8.
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9. Les noyaux
6
12 C ; 6 13C ; 6 14 C
sont isotopes. D’autre part, les noyaux
7
13 N ; 7 14 N
sont isotopes.
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10. Corrigé dans le manuel.
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11.
14
28Si ; 14 29 Si ; 14 30 Si ; 14 31Si
.
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Les règles du « duet » et de l’octet (§3 du cours)
12. Corrigé dans le manuel.
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13. a. Voir 12. a.
b.
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14. Règle du « duet » pour Be2+ ; règle de l’octet pour O2- et Al3+ (même raisonnement à partir
de la structure électronique).
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 Utiliser ses compétences
Atome
Mg
I
S
Fe
Perd / Gagne
des électrons
perd
gagne
gagne
perd
Nombre d’électrons
perdus ou gagnés
2
1
2
3
Formule de l’ion
Mg2+
I-
S2-
Fe3+
Nature
cation
anion
anion
cation
Atome
Formule de l’ion
Nature de l’ion
Sodium
Na+
cation
Oxygène
O2-
anion
Notation de l’élément
Na
Mg
Cl
Numéro atomique
11
12
17
Structure électronique
(K)2(L)8(M)1
(K)2(L)8(M)2
(K)2(L)8(M)7
Formule de l’ion
Na+
Mg2+
Cl-

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15.
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16. Corrigé dans le manuel.
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17. a. Le fluor et le sodium.
b.
10
20 Ne ; 10 21 Ne ; 10 22 Ne
.
c. (100 – 79) / 2 = 10,5 %.
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18. a. Un atome de chlore contient 17 électrons ; sa structure électronique s’écrit donc
(K)2(L)8(M)7. En appliquant la règle de l’octet, on constate qu’il est nécessaire qu’un électron
soit gagné par la couche M. La formule de l’ion chlorure est donc Cl-.
b. On écrit le bilan des éléments en début et en fin de transformation :
Éléments en début de transformation
Éléments en fin de transformation
Ag et Cl
Ag et Cl
Conclusion : il y a bien eu conservation en éléments au cours de cette transformation chimique.
Nom de l’élément
Étymologie
Symbole
Hydrogène
hydro, « eau » ; gennan, « engendre »
H
Hélium
helios, « soleil »
He
Carbone
carbon, « charbon »
C
Azote
A, « sans » ; zot « vie »
N
Oxygène
oxus, « acide » ; gennan, « engendre »
O
Argon
argon, « neutre » ou argos, « paresseux »
Ar
Brome
bromos, « puanteur »
Br
plomb
plombum, « lourd »
Pb

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Exercices d’entraînement
19. 1. a. La structure électronique du calcium s’écrit (K)2(L)8(M)10. Afin de respecter la règle
de l’octet, l’ion calcium doit avoir sa couche externe occupée par 8 électrons. L’atome de
calcium doit donc perdre deux électrons. L’ion calcium est donc un cation de formule Ca2+.
b. Selon la règle du « duet », la couche K doit contenir deux électrons. Or, la structure
électronique du lithium s’écrit (K)2(L)1. L’électron de la couche L doit être perdu et l’ion
lithium est donc un cation de formule Li+.
2. a. b.
3. L’adolescent devrait boire entre un litre et 1,25 L de lait.
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20. a.
Ions
Li+
Mg2+
Ca2+
Fe2+ et Fe3+
I-
Aliments
Pomme de
terre, tomate,
aubergine,
radis
Laitages,
céréales
complètes,
légumes
Laitages, légumes frais
Viande, poisson,
fruit sec, lentille
Poisson, fruits
de mer, œufs,
viande,
épinard
Rôles
Contre la
nervosité et
l’anxiété
Enzymes ;
cellules
Croissance des os, dents ;
coagulation sanguine ; influx
nerveux ; contraction
musculaire
Respiration ;
enzymes
Hormones
thyroïdiennes
Besoins
journaliers
2 mg
350 mg
1,2 à 1,5 g jusqu’à 25 ans
0,8 g à 1 g à partir de 25 ans
10 mg pour les
hommes et 15 mg
pour les femmes
0,15 mg

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b.
c. Il faut établir un bilan d’éléments au début et à la fin de la transformation chimique.
Étape
Éléments en début de
transformation
Éléments en fin de
transformation
1
Cu, H, N et O
Cu, H, N et O
2
Cu, H et O
Cu, H et O
3
Cu, H et O
Cu, H et O
4
Cu, C et O
Cu, C et O
Il y a donc conservation des éléments chimiques lors de toutes ces transformations.
d.
Isotopes
Cuivre 63
Cuivre 65
Nombre de protons Z
29
Nombre de nucléons A
63
65
Nombre de neutrons
34
36
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21. a.
Isotopes
Hydrogène
Deutérium
Tritium
Nombre de protons Z
1
1
1
Nombre de nucléons A
1
2
3
Nombre de neutrons
0
1
2
b. L’atome de deutérium est deux fois plus lourd que l’atome d’hydrogène. Dans HDO, un
atome de deutérium remplace par un atome d’hydrogène ; dans D2O, deux atomes de
deutérium remplacent les atomes d’hydrogène.
c. On écrit le bilan d’éléments au début et à la fin de la transformation :
Il y a donc bien conservation en éléments hydrogène et oxygène lors de cette transformation
chimique.
d. Non, car l’élément hydrogène n’est plus présent dans le bilan en fin de transformation et
l’élément hélium ne faisait pas partie des éléments présents en début de transformation.
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Éléments présents
avant la transformation
H, O
Éléments présents
après la transformation
H, O