CORRECTION PARTIEL DE CHIMIE n°1 (S1 2014/2015) Exercice 1 : L’élément fer 1) La valeur indiquée en haut représente le nombre de masse, le nombre de nucléons dans le noyau ; cette grandeur est noté A. La valeur indiquée en bas représente le numéro atomique, le nombre de protons dans le noyau ; cette grandeur est noté Z. 2) La composition des isotopes : Isotope Nombre de protons Nombre de neutrons Nombre d’électrons 26 56 Fe 26 56-26=30 26 26 54 Fe 26 54-26=28 26 26 57 Fe 26 57-26=31 26 26 58 Fe 26 58-26=32 26 26 56 Fe 2+ 26 56-26=30 26-2=24 3) Masse molaire de l’élément fer : M Fe = Σ x i M i = 0,9157 x 55,948 + 0,0604x 53,953 + 0,0211 x 56,960 + 0,0028 x 57,959 = 55,854 gmol -1 4) Unité atomique L’unité de masse atomique est le 12 ème de la masse d’un atome de carbone 12. 1 u = 1/12 x M( 12 C)/Na avec M( 12 C)= 12 g/mol m (en u ) = m (en g) / Na or m (en g) = M (en gmol -1 ) /Na comme M( 56 Fe) = 55,948 g/mol alors m( 56 Fe)= 12/12 x Na/Na x 55,948 = 55,948 u La masse totale des constituants : m constituants = 26 m proton + 30 m neutron + 26 m électron = 26 x 1,0073 + 30 x 1,0087 + 26 x 0,00055 = 56,4651 u On constate que m constituants > m( 56 Fe), on retrouve le défaut de masse due à la perte de masse en énergie forte. Le défaut de masse vaut 0,517 u. Exercice 2 : Orbitales atomiques a) Pas possible car l vaut au maximum n-1, soit pour n=3, l peut prendre les valeurs 0,1 ou 2. l ne peut pas prendre la valeur 3. b) C’est possible, on a affaire à une orbitale 2p c) Pas possible, l ne peut pas être négatif d) C’est possible, on a affaire à une orbitale 5f Exercice 3 : Spectres de l'atome d'hydrogène 1. Le diagramme (avec l’échelle non respectée) est le suivant ; les calculs de En sont donnés par : En = - A/n 2 avec A= 13,6 eV E (eV) 0 E 5 = - 13,6/25 = - 0,544 eV E 4 = - 13,6/16 = - 0,850 eV E 3 = - 13,6/ 9 = - 1,51 eV E 2 = -13,6/4 = -3,40 eV E 1 = - 13,6 /1 = -13,6 eV