fsbm smpc s1 cour Exame atomistique

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1-cour atomistique smpc s1 

• <chapitre 1 CONSTITUANTS DE LA MATIÈRE & STRUCTURE DES ATOMES    👉  ici👈

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• <CHAPITRE 2INTERACTION MATIERE-RAYONNEMENT: MODÈLE CLASSIQUE DE BOHR👉 
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• <CHAPITRE 3THEORIE MODERNE DE LA STRUCTURE ATOMIQUE: MODÈLE QUANTIQUE👉  ICI 👈

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• <CHAPITRE 4 : 

•  TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS 
• CHIMIQUES 
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• <CHAPITRE 5 :

•  CONSTITUANTS DU NOYAU ET RÉACTIVITÉ      👉    ICI  👈
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2-Exame 2001 et 2004 et 2010 + corigé smpc s1  👉<  ici  

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4-Exam 2017 smpc s1   👉< ici> 👈

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Travaux Dirigés d’Atomistique

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Série N°1

I}Compléter le tableau suivant et identifier l’élément X ainsi que les isotopes s’ils existent.

II)  1°) Quelle est en gramme : - la masse d’un atome de zinc ⁶⁵₃₀Zn.

- la masse d’une mole d’atomes de ⁶⁵₃₀Zn.

2°) Dans 10 grammes de zinc, combien y a-t- il : a) d’atomes ; b) de moles

; On donne : 1 u.m.a = 1/N =1,66.10^-24g

III)                          Le chlore à l’état naturel contient deux isotopes ³⁵₁₇Cl et ³⁷₁₇Cl dont les masses sont respectivement 35,000 et 36,9993. Quel est le pourcentage des deux isotopes dans un échantillon de chlore de masse atomique 35,453.

IV)    Deux isotopes X₁ et X₂ d’un même élément X, ont respectivement les nombres de masse

A₁ = 238 et A₂ = 235 et les nombres de neutrons N₁ et N₂.

 

1°/ Exprimer une équation de lien entre N₁ et N₂.

2°/ Calculer alors le nombre de neutron N₁ si N₂ = 143. En déduire le numéro atomique Z de l’élément X.

3°/ Que peut-on conclure.

 

V) 1) Calculer l’énergie de liaison nucléaire du noyau de l’atome d’Hélium (⁴₂He) en Mev (Méga électron volt) correspondant au défaut de masse ∆m du noyau d’Hélium.

2)   En déduire en (kJ.mol^-1) l’énergie libérée au cours de la formation d’une mole d’Hélium ⁴₂He.

3)   Comparer cette valeur à celle de la réaction de combustion de C₄H₁₀ qui libère 2658 kJ.mol^-1.

Données : M_He = 4,0026 u.m.a ; m_proton = 1,00710 u.m.a ; m_neutron = 1,00849 u.m.a 1ev

= 1,6.10^-19 J ; C = 3.10⁸ m.s^-1

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Série N°2

I)                   La première raie de la série de Balmer du spectre d’émission de l’atome d’hydrogène a pour longueur d’onde λ=6563,8 Å déterminée à (1/10)^ème près. On demande de calculer la constante de Rydberg R_H en cm^-1 en précisant l’erreur absolue sur sa valeur.

II)                1- Déterminer l’expression du nombre d’onde de la 1^ère raie et de la raie limite des séries de Lymann, de Balmer et de Paschen.
2- Calculer ces nombres d’onde. On donne R_H = 109677,7 cm^-1
III)              On se propose de séparer, à l’aide d’un spectrophotomètre, la première raie, dans la série de Balmer, de l’hydrogène et celle du deutérium.

1                                                                                                 H

a-Monter que λ_D/λ_H = R_H/R_D ; λ_H et λ_D sont les longueurs d’onde de la 1^ère raie respectivement de l’hydrogène et du deutérium. On rappelle que D est l’isotope ²H de l’élément hydrogène. R Cte de Rydberg pour H et R_D Cte de Rydberg pour D.
b-   Le calcul donne λ_D/λ_H = 0,999728 avec. Montrer que l’on peut séparer ces 2 raies sachant que ce spectrophotomètre peut séparer des raies dont la différence des longueurs d’onde est égale à 10^-2 Å.

IV)             En appliquant la théorie de Bohr pour l’atome d’hydrogène, on demande de déterminer 

1- Le rayon en (Å) de l’orbite circulaire de rang n=3, décrite par l’électron autour du noyau. 2- La vitesse de l’électron sur cette orbite.
3-        L’énergie en (eV) de l’l’électron sur la 3^ème orbite circulaire.
4-        En déduire ces expression pour un ion hydrogénoïde (Ex : He⁺ ; Z=2)).

 

V)      1- A l’aie de la théorie de Bohr, calculer en (eV) les énergies des 3 premières niveaux (ou couches) de l’atome d’hydrogène.
2-  Représenter schématiquement sur une échelle les énergies E₁, E₂, E₃, et E_infinie.
3-   En déduire l’énergie correspondant à l’ionisation de l’atome d’hydrogène dans chacun des 3 cas 4- Calculer la longueur d’onde du rayonnement absorbé par l’électron dans ces transitions.

VI)  1) Quelle est la condition pour que l’onde associé à l’atome d’hydrogène soit stationnaire.

2)  Déterminer la longueur d’onde associée :

a)  à un électron dont l’énergie cinétique est de 56 eV
b)  à une balle pesant 2g et animée d’une vitesse de 350 m.s^-1.
c)        Quelle serait l’expression de la longueur d’onde de De Broglie associée à un électron de l’atome d’hydrogène décrivant une orbite à l’état fondamental selon la théorie de Bohr.

Donneés :      m_e = 9,1.10^-31kg ; h = 6,625.10^-34 J.s ; e = 1,6.10^-19C ; ε_o= 1/36Π.10⁹ ; 1eV = 1,6.10^-19 J ; R_H = 109677,7 cm^-1 ; C = 3.10⁸ m.s^-1

 

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Travaux Dirigés d’Atomistique

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Série N°3

I)  1) Parmi les états électroniques suivants : 1s², 1p², 2p⁵, 2d⁷, 3d¹¹, 3f¹⁴
Quels sont ceux qui peuvent exister ? Justifier votre réponse.

II)   Montrer que pour un niveau énergétique de nombre quantique n correspondent

n² fonctions d’onde différentes qui caractérisent l’état de l’électron correspondant. En

 déduire le nombre maximum que peut contenir ce niveau.

III)   1) A l’aide des deux modes de représentation conventionnels, donner la structure électronique des éléments suivants :

F (Z=9), Ne (Z=10), S(Z=16), K (Z=19),Ti (Z=22), Fe(Z=26), Cu (Z=29), Br (Z=35)
 

2)  Donner les valeurs des 4 nombres quantiques pour chacun des électrons du béryllium
Be (Z=4) dans son état fondamental.
 
3)  Indiquer les nombres quantiques qui caractérisent l’électron célibataire du gallium (Z=31).

 

II)  1) L’ion hydrogénoïde Li²⁺ est obtenu à partir du lithium Li (Z=3) selon les réactions suivantes :
Li → Li⁺ + 1e- ∆E₁ : énergie de la première ionisation
Li⁺ → Li⁺⁺ + 1e-    ∆E₂ : énergie de la deuxième ionisation
 

a)  En appliquant la méthode de Slater, calculer en (eV) les énergies totales de Li, Li⁺ et Li⁺⁺
b)  En déduire les énergies ∆E₁ et ∆E₂
c)  Comparer ∆E₁ et ∆E₂. Que peut-on conclure ?
d)      L’ion hydrogénoïde Li⁺⁺ étant dans son état fondamental, calculer la longueur d’onde capable d’extraire son électron.

 

2) Calculer l’énergie de première ionisation du potassium K (Z= 19).

 

Le tableau suivant donne les valeurs des ctes d’écran σ :

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Série №4 d’Atomistique

 

 

Exercice I

1)      Calculer l’énergie d’ionisation de l’atome du Fluore ₉F en eV.
2)      Calculer les potentiels de 1^ère ionisation de ₁₁Na et ₁₇Cl. Quelle conclusion peut-on tirer des résultats numériques trouvés ?
Les valeurs des constantes d’écran σ sont données dans le tableau suivant :
 

		Groupe de Slater
	ej ei	1s	2s 2p
Groupe de Slater	1s	0,30
	2s 2p	0,85	0,35

 

 

Exercice II

On considère les éléments suivants : ₉A, ₁₁B, ₁₃C, ₁₇D, ₂₀E, ₂₄F, et ₃₆G

1)      Indiquer pour chaque élément : la période, le nom du groupe ou famille, la structure externe et le bloc d’appartenance.

2)      Quels sont ceux qui possèdent des propriétés analogues ?

3)      Classer ces éléments par ordre d’électronégativité croissante.

4)      Comparer les rayons atomiques (r_A) de ces éléments.

 

 
Exercice III

On considère deux éléments et 

  appartenant au même élément chimique X. ce dernier est situé à la 2^ème ligne du tableau périodique et appartient à la famille VIB, la famille des Chalcogènes.

1)      Quel est le nombre d'électrons que possèdent les atomes de l'élément X sur leur couche externe.

2)      Ecrire la formule électronique des atomes de l'élément X.

3)      Quel est le nombre total d'électrons que possèdent les atomes de l'élément X ? en déduire le nom de l'élément X.

4)      Donner la constitution des atomes X₁ et X₂, sachant que : A₁ = 16 et A₂ = 17. Comment appelle-t-on le rapport qui existe entre ces deux atomes.

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SERIE 5 

 

EXERCICE I

𝑍𝐴𝑋^q

1.    On peut porter des indications chiffrées dans les trois positions A, Z et q au symbole X

d’un élément. Que signifie précisément chacune d’elle ?

 

2.    Quel est le nombre de protons, de neutrons et d’électrons présents dans chacun des atomes ou ions suivants :

	A	B	C	D
Nombre de protons	21	22	22	20
Nombre de neutrons	26	25	27	27
ons neutrons Nombre de masses	47	47	49	47

919𝐹

;    1224𝑀𝑔²⁺ ;

3479𝑆𝑒^2-

 

 

3.    Quatre nucléides A,    B,    C   et    D    ont   des   noyaux    constitués    comme indiquée ci-dessous

 

 

Y a t-il des isotopes parmi ces quatre nucléides ?

 

 

EXERCICE II

 

1) L’ion hydrogénoïde Li²⁺ est obtenu à partir du lithium Li (Z=3) selon les réactions suivantes :

Li → Li⁺ + 1e- ∆E₁ : énergie de la première ionisation

 

Li⁺ → Li⁺⁺ + 1e-     ∆E₂ : énergie de la deuxième ionisation

 

a)  En appliquant la méthode de Slater, calculer en (eV) les énergies totales de Li, Li⁺ et Li⁺⁺

 

b)  En déduire les énergies ∆E₁ et ∆E₂

c)  Comparer ∆E₁ et ∆E₂. Que peut-on conclure ?

 

d)        L’ion hydrogénoïde   Li⁺⁺ étant dans son état fondamental, calculer la longueur d’onde capable d’extraire son électron.

EXERCICE III

Soient les atomes suivants :

O (Z = 8), F (Z = 9), Ca (Z = 20), Be (Z = 4), Cl (Z=35), S (Z = 16)

1-      Donner les configurations électroniques des atomes.

Présenter les électrons de valence pour chaque atome. En déduire le nombre d’électrons de valence.

 

2-    Situer ces atomes dans la classification périodique et les grouper si possible par famille ou par période.

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