V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie2ndeConstitution et transformations de la matiereExercices + corrigé

Modèle de l'atome — Exercices

Notation symbolique, neutralité et configurations électroniques. Corrigé en fin de fiche.
⏱ ~25 min✎ Table de Mendeleïev autorisée
1Lire une notation symbolique/ 6 pts
Pour chacun des atomes suivants, donner le numéro atomique $Z$, le nombre de masse $A$, le nombre de neutrons $N$ et le nombre d'électrons.
  1. ${}^{27}_{13}\text{Al}$ (aluminium)
  2. ${}^{35}_{17}\text{Cl}$ (chlore)
  3. ${}^{56}_{26}\text{Fe}$ (fer)
2Neutralité de l'atome/ 3 pts
Justifier brièvement chaque réponse en utilisant la propriété de neutralité électrique.
  1. Un atome de fluor possède 9 protons. Combien d'électrons possède-t-il ?
  2. Un atome de calcium possède 20 électrons. Quel est son numéro atomique $Z$ ?
  3. Un atome possède 15 protons et 16 neutrons. Écrire sa notation symbolique ${}^{A}_{Z}\text{X}$.
3Configurations électroniques/ 8 pts
Écrire la configuration électronique de chaque atome et préciser le nombre d'électrons sur la couche externe.
  1. Hélium ($Z = 2$)
  2. Azote ($Z = 7$)
  3. Magnésium ($Z = 12$)
  4. Soufre ($Z = 16$)
4Identifier un élément/ 3 pts
Un atome inconnu possède la configuration électronique $(K)^2(L)^8(M)^3$.
  1. Déterminer le numéro atomique $Z$ de cet atome.
  2. Identifier l'élément chimique correspondant à l'aide de la table de Mendeleïev.
  3. Cet élément est-il un métal ou un non-métal ? Justifier d'après sa position dans la table.
5Isotopes du chlore/ 4 pts
Le chlore existe sous deux formes naturelles : ${}^{35}_{17}\text{Cl}$ et ${}^{37}_{17}\text{Cl}$. Ces deux entités sont des isotopes : même élément chimique, mais nombres de neutrons différents.
  1. Donner la composition du noyau (nombre de protons et de neutrons) pour chacun des deux isotopes.
  2. Écrire la configuration électronique de ${}^{35}_{17}\text{Cl}$.
  3. Les deux isotopes ont-ils la même configuration électronique ? Justifier.
Corrigé détaillé
1Lire une notation symbolique
a) Aluminium \(Z = 13,\; A = 27,\; N = 27 - 13 = 14,\; \text{électrons} = Z =\) \(13\)
b) Chlore \(Z = 17,\; A = 35,\; N = 35 - 17 = 18,\; \text{électrons} =\) \(17\)
c) Fer \(Z = 26,\; A = 56,\; N = 56 - 26 = 30,\; \text{électrons} =\) \(26\)
2Neutralité de l'atome
a) \(\text{Atome neutre} \Rightarrow \text{nb d'électrons} = Z =\) \(9 \text{ électrons}\)
b) \(\text{Atome neutre} \Rightarrow Z = \text{nb d'électrons} =\) \(Z = 20\)
c) \(Z = 15,\; N = 16,\; A = Z + N = 15 + 16 = 31 \Rightarrow\) \({}^{31}_{15}\text{P}\)
3Configurations électroniques
a) He, $Z = 2$ \(2 \text{ électrons} \to \text{couche K} : 2 \Rightarrow\) \((K)^2 \quad 2 \text{ électrons sur la couche externe}\)
b) N, $Z = 7$ \(\text{K} : 2 \text{ e}^-,\; \text{L} : 7 - 2 = 5 \text{ e}^- \Rightarrow\) \((K)^2(L)^5 \quad 5 \text{ électrons sur la couche externe}\)
c) Mg, $Z = 12$ \(\text{K} : 2,\; \text{L} : 8,\; \text{M} : 12 - 10 = 2 \Rightarrow\) \((K)^2(L)^8(M)^2 \quad 2 \text{ électrons sur la couche externe}\)
d) S, $Z = 16$ \(\text{K} : 2,\; \text{L} : 8,\; \text{M} : 16 - 10 = 6 \Rightarrow\) \((K)^2(L)^8(M)^6 \quad 6 \text{ électrons sur la couche externe}\)
4Identifier un élément
a) \(Z = 2 + 8 + 3 =\) \(Z = 13\)
b) \(Z = 13 \text{ dans la table de Mendeleïev} \Rightarrow\) \(\text{Aluminium (Al)}\)
c) \(\text{Al : groupe 13, période 3, côté gauche de la table} \Rightarrow\) \(\text{Métal}\)
5Isotopes du chlore
a) ${}^{35}_{17}\text{Cl}$ \(Z = 17 \text{ protons},\; N = 35 - 17 =\) \(18 \text{ neutrons}\)
a) ${}^{37}_{17}\text{Cl}$ \(Z = 17 \text{ protons},\; N = 37 - 17 =\) \(20 \text{ neutrons}\)
b) \(Z = 17 : \text{K} : 2,\; \text{L} : 8,\; \text{M} : 17 - 10 = 7 \Rightarrow\) \((K)^2(L)^8(M)^7\)
c) \(\text{Les deux isotopes ont } Z = 17 \Rightarrow \text{même nb d'électrons} \Rightarrow\) \(\text{Même configuration : } (K)^2(L)^8(M)^7\)