V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie4eOrganisation et transformations de la matiereExercices + corrigé

Atomes, molécules, ions — Exercices

De la structure de l'atome à la neutralité des solutions. Corrigé détaillé en fin de document.
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1Structure de l'atome/ 3 pts

L'atome de fluor possède $9$ protons et $10$ neutrons.

  1. Quel est le nombre d'électrons de l'atome de fluor ? Justifie.
  2. L'atome de fluor est-il électriquement neutre ? Explique.
  3. Combien y a-t-il de particules au total dans le noyau du fluor ?
2Lire une formule chimique/ 3 pts

Pour chaque formule chimique, indique le nombre d'atomes de chaque élément ainsi que le nombre total d'atomes.

  1. $\mathrm{H_2O}$ (eau)
  2. $\mathrm{CO_2}$ (dioxyde de carbone)
  3. $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$ (glucose)
3Identifier les ions/ 5 pts

Pour chaque ion, précise s'il s'agit d'un cation ou d'un anion, et indique sa charge.

  1. $\mathrm{Na^+}$ (sodium)
  2. $\mathrm{Cl^-}$ (chlorure)
  3. $\mathrm{Ca^{2+}}$ (calcium)
  4. $\mathrm{O^{2-}}$ (oxyde)
  5. $\mathrm{Fe^{3+}}$ (fer III)
4Formation d'un ion/ 4 pts

Un atome de sodium possède $11$ protons et $11$ électrons. Il perd $1$ électron pour former un ion.

  1. Quel est le nombre d'électrons de l'ion formé ?
  2. Quel est alors le nombre de protons et d'électrons de cet ion ?
  3. Calcule la charge de l'ion. Écris son symbole chimique.
5Neutralité de l'eau de mer/ 5 pts

L'eau de mer contient des ions sodium $\mathrm{Na^+}$ et des ions chlorure $\mathrm{Cl^-}$. L'atome de chlore possède $17$ protons et $17$ électrons.

  1. $\mathrm{Na^+}$ est-il un cation ou un anion ? Même question pour $\mathrm{Cl^-}$.
  2. L'ion $\mathrm{Cl^-}$ a-t-il gagné ou perdu des électrons par rapport à l'atome de chlore ? Combien ? Quel est son nombre d'électrons ?
  3. Une portion d'eau de mer contient $10$ ions $\mathrm{Na^+}$ et $10$ ions $\mathrm{Cl^-}$. Calcule la charge électrique totale de cette portion. Que conclure ?
Corrigé détaillé
1Structure de l'atome
a) \(\text{Atome neutre : nb }e^- = \text{nb protons} = 9\) \(9 \text{ électrons}\)
b) \(\text{nb protons} = \text{nb }e^- = 9 \Rightarrow \text{charges} + \text{ et} - \text{ s'équilibrent}\) \(\text{Oui, l'atome est électriquement neutre.}\)
c) \(9 \text{ protons} + 10 \text{ neutrons} =\) \(19 \text{ particules dans le noyau}\)
2Lire une formule chimique
a) \(\mathrm{H_2O} : 2 \text{ atomes H} + 1 \text{ atome O} =\) \(3 \text{ atomes au total}\)
b) \(\mathrm{CO_2} : 1 \text{ atome C} + 2 \text{ atomes O} =\) \(3 \text{ atomes au total}\)
c) \(\mathrm{C_6H_{12}O_6} : 6 + 12 + 6 =\) \(24 \text{ atomes au total}\)
3Identifier les ions
a) \(\mathrm{Na^+} : \text{charge} = +1 \gt 0\) \(\text{Cation, charge} = +1\)
b) \(\mathrm{Cl^-} : \text{charge} = -1 \lt 0\) \(\text{Anion, charge} = -1\)
c) \(\mathrm{Ca^{2+}} : \text{charge} = +2 \gt 0\) \(\text{Cation, charge} = +2\)
d) \(\mathrm{O^{2-}} : \text{charge} = -2 \lt 0\) \(\text{Anion, charge} = -2\)
e) \(\mathrm{Fe^{3+}} : \text{charge} = +3 \gt 0\) \(\text{Cation, charge} = +3\)
4Formation d'un ion
a) \(11 - 1 =\) \(10 \text{ électrons}\)
b) \(\text{L'ion possède } 11 \text{ protons et } 10 \text{ électrons.}\) \(11 \text{ p}^+ \text{ et } 10 \text{ e}^-\)
c) \(\text{charge} = 11 - 10 =\) \(+1 \Rightarrow \text{ion } \mathrm{Na^+}\)
5Neutralité de l'eau de mer
a) \(\mathrm{Na^+} : +1 \gt 0 \quad \mathrm{Cl^-} : -1 \lt 0\) \(\mathrm{Na^+} : \text{cation} \quad \mathrm{Cl^-} : \text{anion}\)
b) \(\mathrm{Cl^-} : 17 \text{ protons},\ 17 + 1 = 18 \text{ électrons}\) \(\text{A gagné } 1 \text{ électron ; } 18 \text{ électrons}\)
c) \(10 \times (+1) + 10 \times (-1) = 10 - 10 =\) \(0 \Rightarrow \text{la solution est électriquement neutre}\)