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Série d'exercices : Éléments, Atomes, classification périodique des éléments - 2nd S

Classe:

Seconde

Exercice 1

Le carbone est le constituant essentiel de la matière vivante.

Il est présent dans toutes les molécules organiques.

Un atome de carbone, de symbole $C$ a $12$ nucléon.

La charge électrique de son nuage électronique est $q=6e.$

1. Pourquoi peut-on dire que le noyau contient $6$ protons ?

Justifier.

2. Exprimer puis calculer la charge de son noyau.

3. Donner le symbole de son noyau.

4. Énoncer les règles de remplissage des électrons sur les couches électroniques puis donner la structure électronique de l'atome de carbone.

5. Calculer la valeur approchée de la masse de l'atome de carbone.

Données :

$m_{p}=m_{n}=1.7\cdot 10^{-27}kg$ ;

masse de l'électron : $m_{e}=9.1\cdot 10^{-31}kg$ ;

charge élémentaire : $g=1.6\cdot 10^{-19}C$

6. Pourquoi peut-on dire que la masse de l'atome est quasiment la même que celle du noyau de l'atome ?

Justifier votre réponse par un calcul.

7. L'atome de carbone peut être représenté par une sphère de rayon $R=67\,pm.$

Calculer le rayon de son noyau $r$ de son noyau.

Exercice 2

La formule électronique d'un atome est : $(K)^{2}(L)^{8}(M)^{7}.$

1. Quel est le nom de la couche externe de cet atome ?

2. Combien d'électrons externes cet atome possède-t-il ?

3. Donner le symbole de son noyau sous la forme $_{Z}^{A}X$, sachant que l'élément correspondant est le chlore et que son noyau comporte $18$ neutrons.

4. Donner la composition de cet atome.

5. Quel est la masse de cet atome ?

Données :

Masse du proton$=$masse du neutron$=1.67\cdot 10^{-27}kg$ ;

masse de l'électron$=9\cdot 10^{-31}kg$

6. Quel ion cet atome est-il susceptible de donner et pourquoi ?

Énoncer la loi utilisée et donner la structure électronique de cet ion.

Exercice 3

Un atome inconnu possède deux électrons sur sa couche externe $M.$

Il est constitué par $20$ neutrons.

1. Définir : l'élément chimique - structure lacunaire - isotopes

2. Les électrons d'un atome se répartissent sur des couches.

Donner symboles de ces couches et le nombre maximal d'électrons qu'elle peut contenir.

3. Donner la configuration électronique de cet atome.

En déduire le nombre d'électrons

4. Déterminer le numéro atomique $Z$ de cet atome.

Justifier

5. Déterminer le nombre de nucléon $A.$

En déduire la notation symbolique de l'atome sachant que son symbole chimique est $M_{g}$, donner la composition de cet atome.

6. Calculer la masse du noyau en Coulomb.

En déduire la charge des électrons

7. Calculer la masse approchée de cet atome.

8. Combien d'atome de $M_{g}$ contenant dans un échantillon de $M_{g}$ de masse $m=10g$

9. L'ion formé par cet atome résulte de la perte de deux électrons de la couche externe.

9.1 Donner la structure électronique de cet atome.

Que peut-on dire sur sa couche externe

9.2 Définir un cation et un anion.

Déterminer la charge électronique porté par cet atome.

S'agit - il d'un cation ou d'un anion.

9.3 Écrire la formule chimique de cet ion.

10. Que peut - on dire de cet atome et des ions suivants dont on donne le couple $(Z\ ;\ A)\ :\ (17\ ;\ 37)\quad\text{et}\quad(17\ ;\ 35)$ ?

Données :

charge élémentaire $e=1.6\cdot 10^{-19}C$ ;

la masse d'un proton $m_{p}=1.67\cdot 10^{-27}kg$

Exercice 4

Le bromure de lithium et le chlorure de magnésium sont connus pour leur activité thérapeutique, ce sont des régulateurs de l'humeur.

1. L'élément lithium $(Li)$ est dans la première famille et la deuxième période de la classification périodique.

1.1 Comment s'appelle la famille chimique à la quelle il appartient ?

1.2 Quel est le nombre d'électrons sur sa couche électronique externe ?

1.3 Quel ion monoatomique forme facilement un atome de lithium ?

Justifier votre réponse en énonçant la règle de stabilité que vous avez utilisée.

2. Quel ion monoatomique stable forme l'élément chlore ?

Justifier simplement votre réponse.

3. Le brome $Br$ appartient à la même famille chimique de chlorure $Cl$ ?

3.1 Combien d'électrons possède - t - il sur sa couche électronique externe ?

3.2 Quel ion monoatomique forme facilement un atome de brome ?

Justifier votre réponse.

4. L'élément magnésium $(3^{ième}$ période de la classification$)$ conduit facilement à la formation de l'ion $Mg^{2+}$

4.1 Dans quelle colonne se trouve l'élément magnésium.

Justifier

4.2 Quel est le nom de la colonne où se trouve le magnésium ?

5. Quel ion monoatomique stable forme l'élément chlore ?

Justifier simplement votre réponse.

6. En utilisant les questions précédentes, en déduire la formule du chlorure de magnésium et du bromure de lithium, deux solides électriquement neutres.

Exercice 5

Les atomes de certains éléments ont des noyaux instables qui se décomposent spontanément et se transforment en d'autres éléments : on dit qu'ils sont radioactifs.

On les utilise notamment en médecine, mais aussi dans beaucoup de secteurs de l'industrie et en recherche.

$\blacktriangleright\ $En médecine, par exemple, on utilise :

$-\ $ Le cobalt $60$ $(Z=27)$ pour le traitement de certaines tumeurs cancéreuses $($Cobalt : $Co)$ ;

$-\ $ L'iode $131$ et l'iode$123$ $(Z=53)$ comme traceurs et marqueurs pour les images scientifiques $($Iode : $I)$ ;

$-\ $ Le sodium $24$ $(Z=11)$ pour la détermination du volume de sang que contient le corps humain $($Sodium : $Na)$

$-\ $ Le Plutonium $238$ $(Z=94)$ qui fournit l'énergie aux stimulateurs cardiaques $($plutonium : $Pu).$

$\blacktriangleright\ $Dans l'industrie, on utilise :

$-\ $ L'uranium $235$ et l'uranium $238$ $(Z=92)$, comme combustibles nucléaires dans des centrales électriques $($Uranium : $U)$ ;

$-\ $ Le chlore $36$ $(Z=17)$ et le silicium $32$ $(Z=14)$ pour la datation des eaux dans les nappes phréatiques $($Chlore : $Cl$ ; Silicium : $Si).$

$\blacktriangleright\ $En recherche, on utilise :

$-\ $ Le carbone $14$ $(Z=6)$, le potassium $40$ $(Z=19)$ et l'argent $40$ $(Z=18)$, en paléontologie, pour la datation des fossiles $($carbone : $C$ ; potassium : $K$ ; argon : $Ar)$

$-\ $ L'oxygène $18$ $(Z=8)$ qui n'est pas radioactif pour déterminer, en climatologie, la température qui régnait à différentes époques (analyse des glaces polaires) $($oxygène : $O).$

1. a) Reprendre chacun des atomes qui apparaissent dans le texte et le symboliser sous forme $_{Z}^{A}X.$

1. b) Combien d'éléments différents apparaissent dans le texte ?

2. Combien de neutrons y a-t-il dans un noyau de cobalt $60$ ?

De plutonium $238$ ?

De chlore $36$ ?

3. Combien de d'électrons se déplacent autour des noyaux de sodium $24$ et de silicium $32$ ?

4. a) Donner les structures électroniques des atomes de carbone $14$ et d'argon $40.$

4. b) Combien d'électrons y a-t-il sur la couche externe de ces deux atomes ?

5. a) Quelle est la formule de l'ion potassium sachant qu'il a $18$ électrons autour de son noyau ?

5. b) L'ion potassium et l'atome de potassium appartiennent-ils au même élément ?

6. a) Quelle est la structure électronique de l'ion chlorure $^{36}Cl^{-}$ ?

6. b) Comparer cette structure à celle de l'atome d'argon $40.$

6. c) Peut-on dire que l'ion $^{36}Cl^{-}$ et l'argon sont des isotopes ?

7. Quels atomes isotopes apparaissent dans le texte.

Auteur:

Sidy Mouhamed Ndiaye

Commentaires

Satisfaite (non vérifié)

jeu, 12/31/2020 - 10:57

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