Thierry
Briere : http://www.chimie-briere.com
Première année :
SM-SV-ST-GP EXAMEN – Session de Rattrapage
2005
ATOMES
ET MOLECULES
LES GAZ RARES
Toutes les
réponses devront être justifiées clairement , une réponse non justifiée ne sera
pas prise en compte. Tous les exercices
sont indépendants.
1
eV = 1,602 ´ 10 –19 J
célérité de la
lumière dans le vide : C = 2,998 ´ 10 8 m.s
–1
Constante
d'Avogadro NA = 6,02 ´ 10 23 mol –1
Force
de Coulomb : f = K qq’/d2
avec K = 1/(4p e0)
) = 9 109 m.F-1
Energie
d’ionisation de H : 13,6 eV = 2,18 10-18 J
Constante
de Planck : h = 6,62 10-34 J.s
Accélération
de la pesanteur : g = 9,806 m.s-2
Charge du proton : e =
1,6 10-19 C
|
entités |
masse
en kg |
entités |
masse
en kg |
|
Neutron |
1,674 927 ´ 10 –27 |
Noyau |
6,644 65 ´ 10 –27 |
|
électron |
9,11 10-31 |
Noyau 226 Ra |
3,752 438 ´ 10 –25 |
|
Proton |
1,672 621 ´ 10 –27 |
Noyau 222 Rn |
3,685 904 ´ 10 –25
|
Effets d’écran de Slater :
|
1s |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
2s
2p |
0,85 |
0,35 |
|
|
|
|
|
3s
3p |
1 |
0,85 |
0,35 |
|
|
|
|
3d |
1 |
1 |
1 |
0,35 |
|
|
|
4s
4p |
1 |
1 |
0,85 |
0,85 |
0,35 |
|
|
4d |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,35 |
|
|
1s |
2s
2p |
3s
3p |
3d |
4s
4p |
4d |
Exercice
1 : l’Hélium
NOTA : Aucune démonstration des formules
utilisées n’est exigée. On pourra utiliser directement les résultats du modèle
de Bohr sans démonstrations.
On
considère l’espèce symbolisée par 
He+
Dans l’état fondamental, le rayon de
l’orbite de Bohr est de 0,27 A°.
1-1)
Déterminer l’intensité de la force de Coulomb s’exerçant sur
l’électron. (0,25 point)
1-2)
Comparez la au poids de l’électron. Conclusion ? (0,25 point)
1-3)
Déterminer la vitesse de l’électron sur son orbite. (0,25 point)
1-4)
Déterminer l’énergie de l’électron. (0,25
point)
1-5)
1-4) Déterminer
la longueur de l’onde de De Broglie associée à l’électron. (0,25 point)
Exercice 2 :
Le Néon
La
molécule Ne2 peut elle exister ? Justifier la réponse par
utilisation du modèle C.L.O.A – O.M. (1 point)
Exercice 3 : L’Argon
Par
utilisation du modèle de Slater évaluer l’énergie de première ionisation de
l’Argon. (2 points)
Exercice 4 :
Le Krypton
Le mètre étalon de 1960 était défini par référence
à la longueur d’onde dans le vide du photon émis lors d’une transition de
l’atome de krypton 86, selon cette définition :
1 m = 1650763,73 lraie
4-1)
Quelle est la longueur d’onde de cette raie ? (0,25 point)
4-2)
Quelle est l’énergie de la transition électronique correspondante ? (0,25
point)
4-3)
Combien de neutrons contient le noyau de l’isotope 86Kr. (0,25
point)
Exercice 5 : Le Xénon
Il existe quelques composés du Xénon,
parmi eux citons : XeF2 - XeF4 et XeO3
Donner les schémas de Lewis et prévoir les géométries de ces trois composés.
On en donnera une représentation
spatiale. (3 points)
Exercice 6 :
Le Radon
Le
radon-222 est un élément radioactif naturel, dont l'importance tient à ce qu'il
est la principale source de radioactivité à laquelle l'homme est exposé.
Cet isotope du radon fait partie de la filiation radioactive
de l'uranium-238 dont il est le sixième descendant. Il est issu de la
désintégration du radium
6-1)
La formation du 
Rn s’écrit : 
Ra ® 
He +
Rn
Calculer
l’énergie libérée (en MeV) lors de la désintégration d’un noyau de 
Ra. (1,5 points)
6-2) Il se désintègre lui-même en un isotope du polonium, en
émettant une particule alpha. Ecrire la réaction nucléaire conduisant du Radon
au Polonium. (0,5 point)
Thierry Briere : http://www.chimie-briere.com