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 Exercice  1  :  Les  isotopes  1.  Remplir  le  tableau  suivant  :  espèces  chimiques   neutrons   protons   structure  électronique  

 12   12   (K)2  (L)8(M)2  

 13   12   (K)2  (L)8(M)2  

 14   12   (K)2  (L)8  

   2.  Ces  3  espèces  sont-­‐t-­‐elles  isotopes  ?.............. Pourquoi  ?.....................  Les  2  premières  espèces  (les  atomes)  sont  isotopes  car  elles  ont  même  nombre  de  protons  mais  un  nombre  de  neutrons  différent.  La  3e  est  un  ion  !      Font-­‐elles  partie  du  même  élément  chimique  ?  …………….  Pourquoi  ?.................  Elles  font  partie  du  même  élément  chimique  car  elles  ont  le  même  numéro  atomique.    Exercice  2  :  Atomes  et  ions    Remplir  le  tableau  suivant  :    symbole  de  l'atome  

composition  de  l'atome(nombre  de  protons  neutrons  et  électrons  

charge  électrique  ‘q’  du  noyau  

structure  électronique  de  l'atome  

formule  et  structure  électronique  de  l'ion  qu'il  peut  donner  (si  possible)  

     

protons  :  9  neutrons  :  10  électrons  :  9  

q  =  Z.e  =  9x1,6x10-­‐19  q  =  1,44x10-­‐18  C  

(K)2  (L)7   F-­‐  (K)2  (L)8  

 

protons  :  10  neutrons  :  10  électrons  :  10  

q  =  Z.e  =  10x1,6x10-­‐19  =  1,6x10-­‐18  C  

(K)2  (L)8      

     

protons  :  13  neutrons  :  14  électrons  :  13  

q  =  Z.e  =  13x1,6x10-­‐19  =  2,08x10-­‐18  C  

(K)2  (L)8(M)3   Al3+  (K)2  (L)8  

 

protons  :  16  neutrons  :  16  électrons  :  16  

q  =  Z.e  =  16x1,6x10-­‐19  =  2,56x10-­‐18  C  

(K)2  (L)8(M)6   S2-­‐  (K)2  (L)8(M)8  

 Donnée  :  charge  électrique  élémentaire  e=1,6.10-­‐19C    Exercice  3  :  Un  réchaud  de  camping  Un  réchaud  de  camping  utilise  la  combustion  du  propane  C3H8  :  le  gaz  réagit  avec  le  dioxygène  O2  pour  former  de  l’eau  et  du  dioxyde  de  carbone.    1)  Remplir  le  tableau  suivant  :    atome   nombre  de  proton   nombre  de  neutron   structure  

électronique  nombre  d’électron  de  la  couche  externe  

 

6   6   (K)2(L)4   4  

 

1   1   (K)1   1  

 

8   8   (K)2(L)6   6  

                         

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 2)  Quel  ion  peut  donner  l’atome  d’oxygène  ?  ………….  L’atome  d’oxygène  ne  possède  que  6  électrons  sur  sa  couche  externe,  il  lui  en  manque  2  il  va  former  l’ion  O2-­‐    3)    Donner  sa  structure  électronique.  …………………..    Sa  structure  électronique  est  :  (K)2(L)8    4)  Calculer  le  rapport  entre  la  masse  d’un  atome  de  carbone  et  d’un  atome  d’hydrogène……………..  

m(C)m(H)

=12×m(nucléon)1×m(nucléon)

=121= 12  

Donnée  :  m(nucléon)  =  1,67x10-­‐27  kg      Exercice  4  :  L’élément  magnésium  

L’élément  magnésium  (d’après  un  article  de  Wikipedia)    Nom,  Symbole,  Magnésium,  Masse  volumique  :  p(Mg)  =  1738  kg/m3  Couleur  blanc-­‐gris  métallique  Rayon  atomique    R(atome)  =  150  pm  Isotopes  les  plus  stables  24Mg  :  78,99  %  ;  25Mg  :  11,01  %  ;    26Mg  :      10,00  %  Données  :    Masses  :  m(nucléon)  =  1,67x10-­‐27  kg  ;  m(électron)  =  9,10x10-­‐31  kg;    Charges  électriques  :  q(proton)  =  1,60x10-­‐19  C;  q(électron)  =  -­‐1,60x10-­‐19  C;      

Le  magnésium  est  un  métal  alcalino-­‐terreux.  C'est  le  huitième  élément  le  plus  abondant  de  la  croûte  terrestre,  le  troisième  métal  derrière  l'aluminium  et  le  fer.  C'est  aussi  le  troisième  composant  des  sels  dissous  dans  l'eau  de  mer.  Le  nom  magnésium  provient  du  nom  grec  d'un  district  de  Thessalie  appelé  Magnesia.  Cette  ville  était  extrêmement  riche  en  magnésium  et  ce  sous  différentes  formes.  En  Angleterre,  Joseph  Black  reconnut  le  magnésium  comme  un  élément  en  1755.  Le  magnésium,  métal  possédant  de  faibles  caractéristiques  mécaniques,  est  très  léger  (un  tiers  plus  léger  que  l'aluminium);  d'aspect  blanc-­‐argenté,  il  se  ternit  légèrement  une  fois  exposé  à  l'air  par  formation  d'un  oxycarbonate.  En  solution,  il  forme  des  ions  Mg2+.  Les  sels  de  magnésium  sont  très  solubles  dans  l'eau.    Le  magnésium  est  largement  employé  dans  les  alliages  à  base  d'aluminium  destinés  à  la  déformation  plastique,  servant  à  la  fabrication  de  profilés  ou  des  canettes  de  boissons,  qui  en  consomme  des  quantités  importantes..  Utilisés  principalement  dans  l'aéronautique,  les  alliages  de  magnésium  commencent  à  s'étendre  dans  d'autres  secteurs  d'activités,  notamment  dans  l'industrie  automobile  où  la  politique  est  actuellement  de  minimiser  le  poids  des  véhicules  afin  de  réduire  la  consommation  en  carburant.    Différents  composés  à  base  de  magnésium  :    la  magnésie  MgO  ;  L’hydroxyde  de  magnésium  (Mg(OH)2),  chlorure  de  magnésium  (MgCl2)      1)    Donner  la  composition  d’un  atome  de  magnésium  :  …………….  Z  =  12  protons  12  électrons  A-­‐Z  =  12  neutrons    2)    Donner  la  structure  électronique  de  cet  atome  :……………….  (K)2(L)8(  M)2    4)  Donner  la  structure  électronique  de  l’ion  magnésium  Mg2+  et  expliquer,  à  l’aide  de  la  question  3,  pourquoi  il  se  forme…………….    L’ion  magnésium  est  un  atome  de  magnésium  qui  a    perdu  deux  électrons,  il  en  possède  10.  structure  électronique  :  (K)2(L)8  Il  perd  2  électrons  de  manière  à  avoir  8  électrons  sur  sa  couche  externe  ce  qui  lui  donne  une  grande  stabilité  chimique  (règle  de  l’octet)    5)  Quelle  est  l’intérêt  du  magnésium  dans  la  construction  automobile  ?......................    Intérêt  d  u  magnésium  dans  la  construction  automobile  :  légèreté.      6)  Le  noyau  du  magnésium  ayant  un  rayon  R(noyau)  =  1,5x10-­‐15  m,  calculer  le  rapport  entre  le  rayon  atomique  du  magnésium  et  celui  de  son  noyau.  …………..  

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 Le  noyau  du  magnésium  ayant  un  rayon  R2  =  1,5x10-­‐15  m,    Rayon  atomique    R1  =  150  pm  =150  x  10-­‐12m=1,5x10-­‐10m  Rapport  entre  le  rayon  atomique  du  magnésium  et  celui  de  son  noyau  :  R2/R1=105=100000    Quelle  conclusion  peut-­‐on  en  tirer  ?..................  Le  rayon  de  l’atome  est  100000  fois  supérieur  au  rayon  de  son  noyau  :  la  matière  a  une  structure  lacunaire.      7)    Expliquer  pourquoi  les  espèces  suivantes  sont  isotopes  :  24Mg    ;  25Mg  ;    26Mg……………….    Ces   3   atomes   sont   isotopes   car   ils   ont   même   nombre   de   proton   Z   =   12   mais   un   nombre   de   neutrons  différent,    égale  respectivement  à  12,13  et  14.    8)  Ecrire  l’expression  littérale  de  la  masse  d’un  atome  de  magnésium  24Mg  puis  calculer  sa  valeur………..  m(Mg)  =  A.m(nucléon)  +  Z.m(électron)  ≈  A.m(nucléon)  m(Mg)  =  24x1,67x10-­‐27  +  12x9,10x10-­‐31  ≈  24x1,67x10-­‐27  m(Mg)  =  4,01x10-­‐26  kg      9)  Calculer  la  charge  totale  ‘q’  du  noyau  de  magnésium…………..    q  =  Z.q(proton)  q  =  12x1,60x10-­‐19  C  q  =  1,92x10-­‐18  C        

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