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1 Exercices Exercices d application 5 minutes chrono! 1. Mots manquants a. élément chimique ; numéro atomique b. conservation ; éléments chimiques c. numéro atomique ; nombre de neutrons d. du «duet» ; de l octet e. cation f. anion 2. QCM a. Par gain d un électron sur sa couche externe. b. Sont des noyaux isotopes. c. 17 protons et 36 nucléons. d. L atome de néon. e. L ion Mg 2+. f. L ion F -. g. Respectivement un cation et un anion. Mobiliser ses connaissances L élément chimique ( 1 du cours) 3. Corrigé dans le manuel. 4. Corrigé dans le manuel. 5. Corrigé dans le manuel. 6. La formule de la molécule d eau est H 2 O : les éléments en fin de transformation sont donc H et O. On écrit le bilan des éléments en début et en fin de transformation : Éléments en début de transformation H et O Éléments en fin de transformation H et O Conclusion : il y a bien eu conservation en éléments au cours de cette transformation chimique. 8

2 Différentes formes d un élément ( 2 du cours) 7. Atome Mg I S Fe Perd / Gagne perd gagne gagne perd des électrons Nombre d électrons perdus ou gagnés Formule de l ion Mg 2+ I - S 2- Fe 3+ Nature cation anion anion cation 8. Atome Formule de l ion Nature de l ion Sodium Na + cation Oxygène O 2- anion 9. Les noyaux 12 6 C ; 13 6 C ; 14 6 C sont isotopes. D autre part, les noyaux 13 7 N ; 14 7 N sont isotopes. 10. Corrigé dans le manuel Si ; Si ; Si ; Si. Les règles du «duet» et de l octet ( 3 du cours) 12. Corrigé dans le manuel. 13. a. Voir 12. a. b. Notation de l élément Na Mg Cl Numéro atomique Structure électronique (K) 2 (L) 8 (M) 1 (K) 2 (L) 8 (M) 2 (K) 2 (L) 8 (M) 7 Formule de l ion Na + Mg 2+ Cl Règle du «duet» pour Be 2+ ; règle de l octet pour O 2- et Al 3+ (même raisonnement à partir de la structure électronique). Utiliser ses compétences 9

3 15. Nom de l élément Étymologie Symbole Hydrogène hydro, «eau» ; gennan, «engendre» H Hélium helios, «soleil» He Carbone carbon, «charbon» C Azote A, «sans» ; zot «vie» N Oxygène oxus, «acide» ; gennan, «engendre» O Argon argon, «neutre» ou argos, «paresseux» Ar Brome bromos, «puanteur» Br plomb plombum, «lourd» Pb 16. Corrigé dans le manuel. 17. a. Le fluor et le sodium. b Ne ; Ne ; Ne. c. (100 79) / 2 = 10,5 %. 18. a. Un atome de chlore contient 17 électrons ; sa structure électronique s écrit donc (K) 2 (L) 8 (M) 7. En appliquant la règle de l octet, on constate qu il est nécessaire qu un électron soit gagné par la couche M. La formule de l ion chlorure est donc Cl -. b. On écrit le bilan des éléments en début et en fin de transformation : Éléments en début de transformation Ag et Cl Éléments en fin de transformation Ag et Cl Conclusion : il y a bien eu conservation en éléments au cours de cette transformation chimique. 10

4 Exercices d entraînement a. La structure électronique du calcium s écrit (K) 2 (L) 8 (M) 10. Afin de respecter la règle de l octet, l ion calcium doit avoir sa couche externe occupée par 8 électrons. L atome de calcium doit donc perdre deux électrons. L ion calcium est donc un cation de formule Ca 2+. b. Selon la règle du «duet», la couche K doit contenir deux électrons. Or, la structure électronique du lithium s écrit (K) 2 (L) 1. L électron de la couche L doit être perdu et l ion lithium est donc un cation de formule Li a. b. Ions Li + Mg 2+ Ca 2+ Fe 2+ et Fe 3+ I - Aliments Laitages, légumes frais Rôles Besoins journaliers Pomme de terre, tomate, aubergine, radis Contre la nervosité et l anxiété Laitages, céréales complètes, légumes Enzymes ; cellules Croissance des os, dents ; coagulation sanguine ; influx nerveux ; contraction musculaire 2 mg 350 mg 1,2 à 1,5 g jusqu à 25 ans 0,8 g à 1 g à partir de 25 ans Viande, poisson, fruit sec, lentille Respiration ; enzymes 10 mg pour les hommes et 15 mg pour les femmes Poisson, fruits de mer, œufs, viande, épinard Hormones thyroïdiennes 0,15 mg 3. L adolescent devrait boire entre un litre et 1,25 L de lait. 20. a. 11

5 b. c. Il faut établir un bilan d éléments au début et à la fin de la transformation chimique. Étape Éléments en début de transformation Éléments en fin de transformation 1 Cu, H, N et O Cu, H, N et O 2 Cu, H et O Cu, H et O 3 Cu, H et O Cu, H et O 4 Cu, C et O Cu, C et O Il y a donc conservation des éléments chimiques lors de toutes ces transformations. d. Isotopes Cuivre 63 Cuivre 65 Nombre de protons Z 29 Nombre de nucléons A Nombre de neutrons a. Isotopes Hydrogène Deutérium Tritium Nombre de protons Z Nombre de nucléons A Nombre de neutrons b. L atome de deutérium est deux fois plus lourd que l atome d hydrogène. Dans HDO, un atome de deutérium remplace par un atome d hydrogène ; dans D 2 O, deux atomes de deutérium remplacent les atomes d hydrogène. c. On écrit le bilan d éléments au début et à la fin de la transformation : avant la transformation H, O après la transformation H, O Il y a donc bien conservation en éléments hydrogène et oxygène lors de cette transformation chimique. d. Non, car l élément hydrogène n est plus présent dans le bilan en fin de transformation et l élément hélium ne faisait pas partie des éléments présents en début de transformation. 12

6 a. Isotope 234 U 235 U 238 U Masse (en milliards de t) 2, , ,468 b. Les réacteurs consomment = 4, t d oxyde d uranium. D après l hypothèse, il faudrait 710 ans pour consommer 3, milliards de grammes d uranium a. On écrit le bilan d éléments en début et en fin de transformation : avant la transformation U après la transformation Kr, Ba Il n y a donc pas conservation en éléments chimiques. b. Il faut comparer les nombres atomiques et les nombres de nucléons : Avant la transformation Après la transformation Nombres atomiques = = 92 Nombres de nucléons = = 236 On constate que les nombres atomiques globaux et les nombres de nucléons se conservent (ce sont les règles de Soddy). 13

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