Chim. N° 01

L'atome.

 

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 I- Exercice 2 : Déterminer un numéro atomique : PAGEREF _Toc275537751 \h

II- Exercice 7 : Déterminer la formule d’un ion : PAGEREF _Toc275537752 \h

III- Exercice 8 Déterminer la charge d’un ion : PAGEREF _Toc275537753 \h

IV- Exercice 10 Identifier des noyaux isotopes : PAGEREF _Toc275537754 \h

V- Exercice 11 : Chercher la composition d’un noyau ou d’un ion. PAGEREF _Toc275537755 \h

VI- Exercice 15 : Composition chimique du Soleil de la Terre et du corps humain. PAGEREF _Toc275537756 \h

VII- Exercice 16 : établir une notation symbolique : PAGEREF _Toc275537757 \h

 

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  Þ  Z = 32 – 16  Þ  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 X 2 – ou X 2+ ?

 

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 : X 2+

 

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.