exercices d`entraînement

Exercices d’entrainement (feuille C08)
Lycée Hoche – BCSPT1A – A. Guillerand
Structure de la matière – Chapitre 2 : Structure électronique des atomes Page 1
Structure de la matière – Chapitre 2 : Structure électronique des
atomes
Exercices d’entrainement
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Spectre d’émission de l’ion Hélium(I)
L’hélium a pour numéro atomique   .
1. Combien d’électrons possède l’ion He+ ?
Le spectre d’émission de l’ion He+ est un spectre
discontinu constitué de séries de raies. Les niveaux
d’énergie de l’ion He+ dépendent du nombre quantique
principal  par la relation :    où  est le
nombre quantique principal.
La désexcitation du niveau d’énergie  vers le niveau
d’énergie  de l’ion He+ s’accompagne de l’émission
d’une radiation de longueur d’onde    nm.
2. A quel domaine d’onde électromagnétique cette
longueur d’onde correspond-elle ?
3. Déterminer la valeur de l’énergie E en eV.
4. La comparer à la valeur correspondante pour l’atome
d’hydrogène : 13,6 eV. Commenter.
Données : constante de Planck       J.s,
célérité de la lumière dans le vide    
 , conversion      J.
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Exceptions à la règle de Klechkowski
Plusieurs éléments de transition présente des anomalies de
configuration électronique par rapport à la règle de
Klechkowski. On se propose de dégager une règle
empirique permettant de prévoir le mieux possible ces
anomalies.
1. Première règle empirique
1.1. Le deuxième élément de la classification périodique
faisant exception est le cuivre dont la configuration
électronique est [Cu] : [Ar]. Quelles
devraient être sa configuration électronique ?
1.2. De la même manière, la configuration électronique
du palladium est [Pd] : [Kr]. Quelle
particularité importante peut-on dégager de ces deux
exceptions ?
1.3. En suivant la règle de Klechkowski, la configuration
électronique de l’or devrait être [Au] :
[Xe] . Quelle est la configuration réelle
en tenant compte de la question précédente ?
2. Deuxième règle empirique
2.1. Le premier élément de la classification périodique
faisant exception est le chrome dont la configuration
électronique est [Cr] : [Ar]. Quelle devrait
être sa configuration électronique en suivant la règle
de Klechkowski ? Même question pour le
gadolinium, élément du bloc f de configuration
électronique [Gd] : [Xe] . Peut-on dégager
un critère empirique à ces exceptions ?
2.2. En suivant la règle de Klechkowski, la configuration
électronique du molybdène devrait être [Mo] :
[Kr]et celle du curium [Cm] : [Rn] .
Quelle est la configuration réelle en tenant compte
de la question précédente ?
2.3. Proposer un argument expliquant que ces exceptions
sont de plus en plus nombreuses quand le numéro
atomique devient grand.
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Configuration électronique et
classification périodique
On se propose dans cet exercice d’exploiter au mieux la
classification périodique afin de déterminer les
configurations électroniques des éléments. Toutes les
questions nécessitent des réponses courtes mais justifiées.
1. L’argon Ar est le gaz noble de la troisième période.
Donner sa configuration électronique.
2. Quatrième période
2.1. Le potassium K est le premier élément de la
quatrième période. Quelle nouvelle orbitale
atomique est ainsi nouvellement occupée par rapport
à l’argon ?
2.2. Le cobalt Co est le septième élément de transition de
la quatrième période. Donner son numéro atomique
ainsi que sa configuration électronique.
2.3. Le krypton Kr est le gaz noble de la quatrième
période. Donner sa configuration électronique
3. Colonne du carbone
3.1. Quelle est la configuration électronique du carbone
(numéro atomique   ). Mettre en évidence les
électrons de valence.
3.2. Donner la configuration électronique du silicium Si
et du germanium Ge, éléments de la colonne du
carbone, respectivement de la troisième et quatrième
période. Mettre en évidence les électrons de valence
de la même manière que pour le carbone.