Chim N° 01 L'atome, Exercices et Corrections

Chim. N° 01

L'atome.

 Exercices

Cours

Exercices 18

 

 

Mots clés :

Cours de chimie seconde

l'atome, seconde, element chimique ,symbole d'une atome,

masse, rayon d'un atome,

représentation d'un atome, isotope, ion, noyau d'un atome,

charge d'un ion, isotopes,

numéro atomique, notation symbolique, 

conservation du cuivre, dimension, masse, électron,

conservation du fer, strucure de l'atome, ...

 

 

I- Exercice 2 : Déterminer un numéro atomique. 

II- Exercice 7 : Déterminer la formule d’un ion.

III- Exercice 8 Déterminer la charge d’un ion.

IV- Exercice 10 Identifier des noyaux isotope.

V- Exercice 11 : Chercher la composition d’un noyau ou d’un ion.

VI- Exercice 15 : Composition chimique du Soleil de la Terre et du corps humain.

VII- Exercice 16 : établir une notation symbolique.


 

I- Exercice 2 : Déterminer un numéro atomique :

 

Énoncé :

Io est un satellite de Jupiter dont les volcans libèrent du soufre et du dioxyde de soufre.

Le noyau d’un atome de soufre contient 32 nucléons et 16 neutrons.

1)- Déterminer la valeur de A.

2)- En déduire la valeur du numéro atomique Z.

 

Correction :

1)- Valeur de A : Le nombre A représente le nombre de masse,

le nombre de nucléons d’un atome ou d’un noyau :

-  En conséquence : A = 32

2)- Valeur du numéro atomique Z.

-  Le nombre Z représente le numéro atomique, le nombre de charge d’un atome ou d’un noyau :

-  On connait le nombre de masse A = 32 et le nombre de neutrons

N = AZ = 16

-  On tire Z = A – 16  =>  Z = 32 – 16  =>  Z = 16

-  C’est bien le numéro atomique de l’élément Soufre S.

 

II- Exercice 7 : Déterminer la formule d’un ion :

 

Énoncé :

Un ion X possède 10 électrons et 12 protons.

1)- S’agit-il d’un anion ou d’un cation ?

2)- La formule de cet ion est-elle X2 – ou X2+ ?

 

Correction :

1)- Anion ou Cation :

-  L’ion X possède 2 protons de plus que d’électrons.

-  L’espèce chimique est chargée positivement et possède deux charges positives.

-  C’est un cation.

2)- Formule de l’ion : X2+

 

III- Exercice 8 Déterminer la charge d’un ion :

 

Énoncé :

Un ion possède 16 protons et 18 électrons.

1)- S’agit-il d’un anion ou d’un cation ?

2)- Exprimer la charge de cet ion en nombre de charges élémentaires.

 

 

Correction :

1)- Anion ou Cation :

-  L’ion possède moins de  protons  que d’électrons.

-  Cet ion provient d’un atome ayant gagné deux électrons.

-  C’est un anion, l’ion est chargé négativement.

2)- Charge de cet ion :

-  L’ion ayant deux électrons de plus que de protons :

-  la charge portée par l’ion est - 2e

-  On peut faire un calcul littéral :

-  Charge du noyau : Q = Z . e

-  Charge du nuage électronique : Q (e) = N (e) . (- e)

-  Charge de l’ion :

-  Q (ion) = Q  + Q (e)

-  Q (ion) = 16 e – 18 e

-  Q (ion) = - 2e

 

IV- Exercice 10 Identifier des noyaux isotopes :

 

Énoncé :

Soit les noyaux caractérisés par les couples de valeur (Z, A) suivants :

(7, 14) ; (14, 28) ; (27, 59) ; (13, 27) ; (14, 29) ; (7, 15).

1)- Un élément chimique est-il caractérisé par la valeur de Z ou par la valeur de A ?

2)- En déduire le nombre d’éléments chimiques représentés.

3)- Identifier les isotopes.

 

 

Correction :

1)- Un élément chimique est caractérisé par la valeur de son nombre de charges Z.

-  Le nombre Z est aussi appelé numéro atomique.

2)- Nombre d’éléments chimiques représentés.

-  On peut présenter la réponse sous forme d’un tableau.

-  On part du nombre de charges le plus petit :

 

Isotope 1

Isotope 2

Nom de l’élément

Élément 1

(7, 14)

(7, 15)

Azote : N

Élément 2

(13, 27)

 

Aluminium : Al

Élément 3

(14, 28)

(14, 29)

Silicium : Si

Élément 4

(27, 59)

 

Cobalt : Co

3)- Identifier les isotopes.

-  Les isotopes ont le même nombre de protons, mais des nombres différents de neutrons.

-  Ils différent par leurs nombres de nucléons.

-  Les isotopes de l'azote : (7,14) et le (7, 15) ou et .

- les isotopes du silicium : (14, 28) et (14, 29) ou et

 

 

V- Exercice 11 : Chercher la composition d’un noyau ou d’un ion.

 

Énoncé :

Recopier et compléter le tableau suivant.

Symbole

Nom de

l’élément

chimique

Nombre

de protons

Nombre

de neutrons

Nombre

d’électrons

Explication

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correction :

Symbole

Nom de

l’élément

chimique

Nombre de

 protons

Nombre de

 neutrons

Nombre

d’électrons

Explication

Lithium

Z =3

A – Z = 4

Z – 1 = 2

Provient d’un

atome de lithium

ayant perdu

1 électron :

cation

Carbone

 6

6

6

Atome : neutre

Oxygène

 8

8

Z + 2 = 10

Provient d’un

atome d’oxygène

ayant gagné

2 électrons : anion

Chlore

 17

18

17

Atome : neutre

 

VI- Exercice 15 : Composition chimique du Soleil de la Terre et du corps humain.

 

Énoncé :

Le tableau ci-dessous indique les abondances moyennes en masse, exprimées en pourcentage,

des éléments chimiques présents dans le Soleil, la Terre et le corps humain.

Soleil

Terre

Corps humain

H

73

Fe

35

O

60

He

25

O

30

C

24

O

0,8

Si

15

H

10

C

0,3

Mg

13

N

3

Ne

0,1

Ni

2

Autres

3

N

0,1

Autres

5

 

 

Autres

0,7

 

 

 

 

1)- Quels sont les deux éléments les plus abondants dans le Soleil ?

2)- Quel est l’élément le plus abondant sur Terre ?

Dans quelle partie de la Terre le trouve-t-on principalement ?

3)- Pourquoi l’oxygène est-il l’élément le plus abondant dans le corps humain ?

4)- La composition chimique du corps humain se rapproche-t-elle davantage de celle de la Terre ou de celle du Soleil ?

5)- À l’aide d’un tableur, établir un diagramme circulaire des éléments présents sur Terre.

 

Correction :

6)-  Les deux éléments les plus abondants dans le Soleil :

-  L’élément hydrogène H et l’élément hélium He.

7)-  L’élément le plus abondant sur Terre :

-  L’élément le plus abondant sur Terre est l’élément fer Fe.

-  On le trouve principalement au centre de la Terre, dans le noyau de la Terre.

8)- Pourquoi l’oxygène est-il l’élément le plus abondant dans le corps humain ?

-  L’élément oxygène O est le plus abondant dans  le corps humain car un corps humain est constitué de 60 % à 70 % d’eau,

molécule de formule chimique H2O.

9)- La composition chimique du corps humain se rapproche-t-elle davantage de celle de la Terre ou de celle du Soleil ?

-  La composition en masse d’un corps humain se rapproche davantage de celle du Soleil que de celle de la Terre.

-  Nous sommes des « enfants du Soleil », comme le dirait André Brahic.

10)- À l’aide d’un tableur, établir un diagramme circulaire des éléments présents sur Terre.

-  Diagramme circulaire :

 

 

VII- Exercice 16 : établir une notation symbolique :

 

Énoncé :

Recopier et compléter le tableau.

Nombre

de protons

Nombres

de neutrons

Nombre

d’électrons

Symbole

de l’élément

chimique

Notation

symbolique

4

5

4

Be

 

25

30

23

Mn

 

17

18

18

Cl

 

 

Correction :

Nombre

de protons

Nombres

de neutrons

Nombre

d’électrons

Symbole

de l’élément

chimique

Notation

symbolique

4

5

4

Be

25

30

23

Mn

17

18

18

Cl

-  Notation symbolique :

-  On note N le nombre de neutrons : A = Z + N

-  On note N (e ) le nombre d’électrons.

-  Si Z = N (e )

-  L’espèce chimique obtenue est électriquement neutre, c’est un atome

-  Si Z > N (e ) :

-  Le nombre de protons est supérieur au nombre d’électrons,

l’espèce chimique obtenue possède une charge positive, c’est un cation.

-  Si Z < N (e ) :

-  Le nombre de protons est  inférieur au nombre d’électrons,

l’espèce chimique obtenue possède une charge négative,

c’est un anion.