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Atomes : nombres quantiques et configurations électroniques QCM

Exercice 1 : vrai ou faux ? Soit un atome inconnu X. On considère un électron de cet atome



X A Rb Rb

Exercices Corrigés. Corrigé de Série n°1 : Exercices d'atomistique 1- Quels sont les nombres quantiques qui peuvent être associés à cet électron ?



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d : son énergie ses mouvements autour du noyau



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L'ionisation des éléments touche seulement le nombre d'électrons. Corrigé : Exercice 2 : Les séries suivantes de nombres quantiques caractérisant un 



Corrigé

EXERCICE 1 : NANOPARTICULES ET OXYDE DE. TITANE / 28 POINTS Les électrons de valence sont ceux associés au nombre quantique n principal le plus.



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1° partieF

Exercices corrigés de structure de la matière et de liaisons chimiques radiale- Condition de normalisation- Nombres quantiques (n l



Mécanique Quantique 1 —– CORRIGÉ Séance dexercices 1 : États

Dans ce cas là il y aura également un nombre fini d'états liés. PUITS CARRÉ INFINI EN 3 DIMENSIONS. Exercice a. L'équation de Schrödinger indépendante du temps 



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CHIMIE d exercices. POUr LA LiceNce 1. CORRIGES 1.4 Mole nombre d'Avogadro



Exercice n°1 : (8 points) Ici absorption de ? à partir du niveau n=2

Quelle est l'orbitale atomique associée aux nombres quantiques n=2 ; l=2 et m=0 ? Impossible car l doit être inférieur ou égal à n-?1.



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Quel est le nombre maximum d'électrons décrits par les nombres quantiques suivants: n = 4; n = 3 et l = 2; n = 2 et l = 1; n = 0 l 



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Corrigé du TD Q1 – Description quantique de l'atome : Orbitales Atomiques (OA) EXERCICE 2 (*) : ENERGIE D'IONISATION ET RAYON DES ATOMES Elément

  • Quels sont les 4 nombres quantiques ?

    L'état quantique des électrons des atomes est entièrement défini par quatre nombres quantiques généralement notés n, ?, m? et ms, mais chaque système quantique est décrit par un ensemble de nombres quantiques qui lui est propre, de sorte qu'on ne peut dresser de liste exhaustive des nombres quantiques.
  • Comment calculer le nombre quantique ?

    Le modèle de Bohr permet de calculer des niveaux d'énergie En associés aux différentes valeurs du nombre quantique principal n : En = h c R? / n2 ? 13,6 eV / n2, où h est la constante de Planck, c est la vitesse de la lumière dans le vide, et R? est la constante de Rydberg.
  • Quelles sont les nombres quantiques ?

    Les trois nombres quantiques

    n est le nombre quantique principal ; c'est un entier positif.est le nombre quantique secondaire ; c'est un entier positif ou nul.est le nombre quantique magnétique ; c'est un entier relatif.
  • Le remplissage des cases quantiques : Ex: Si on suit la règle de Hund, le principe de Pauli et le diagramme de Klechkovsky, on devrait remplir les cases selon le premier modèle qui est d9 s2 ; cependant, la configuration d10 s1 est plus stable. Chaque fl?he correspond à un électron et chaque case à une orbitale.
République Algérienne Démocratique et Populaire et de la Recherche Scientifique

Université 8 Mai 1945 Guelma

Faculté des

Matière

Département des Sciences de la Matière

Polycopié

Notes de cours et exercices

Matière : chimie générale et organique

Niveau : 1ére Année Sciences de la Nature et de la Vie

Réalisé par:

Dr. LAFIFI Ismahane

2020/2021

Polycopié :

Notes de cours et exercices

Matière : Chimie Générale et Organique

Niveau : 1ère Année Sciences de la Nature et de la Vie

Présenté par :

LAFIFI ISMAHANE

Année universitaire 2020-2021

Préambule

Ce polycopié de cours et d'exercices corrigés de

principalement aux étudiants de la première année licence sciences de la Nature et de la vie. Son

usage est évidemment possible pour les étudiants de sciences de la matière, génie chimique,

pharmacie, etc.

ue les étudiants y trouveront un bon support pédagogique qui soit à même de les initier aux

bases fondamentales de l'organisation et la structure chimique de la matière. C'est un complément des

autres matières car il sert à faciliter la compréhension au plan chimique des phénomènes biologiques.

Sommaire

Partie I: Chimie générale

Chapitre 1 : Généralité ..................................................................................................................... 1

1.1 ............................................................................................................. 1

1.2 Caractéristiques de l'atome .................................................................................................... 1

1.3 ..................................................................................................... 1

1.3.1 La masse des atomes ...................................................................................................... 2

1.3.2 ................................... 2

1.4 Les isotopes ........................................................................................................................... 2

1.5 Exercices corrigés.................................................................................................................. 3

Chapitre 2 : Radioactivité ................................................................................................................ 6

2.1 La radioactivité ...................................................................................................................... 6

2.2 Lois de conservation ou loi de Soddy ................................................................................... 7

2.3 ............................................................................................................. 8

2.4 Energie libérée par une réaction nucléaire ............................................................................ 8

2.5 Exercices corrigés.................................................................................................................. 9

Chapitre 3 : Configuration électronique des atomes ...................................................................... 12

3.1 .................................................. 12

3.1.1 Définition de la configuration électronique : ............................................................... 12

3.1.2 Les notations utilisées pour la configuration électronique ........................................... 12

3.1.3 Règle de KLECHKOWSKI ......................................................................................... 13

3.1.4 Règles de remplissage des Orbites atomique ............................................................... 13

3.1.5 Règle de HUND ........................................................................................................... 13

3.2 Exercices corrigés................................................................................................................ 14

Chapitre 4 : Classification périodique ........................................................................................... 19

4.1 Introduction ......................................................................................................................... 19

4.2 Règles de construction : ...................................................................................................... 19

4.3 Evolution des propriétés physiques au sein du tableau périodique : ................................... 20

4.3.1 Le numéro atomique Z ................................................................................................. 20

4.3.2 Rayon atomique ........................................................................................................... 20

4.3.3 ..................................................................................................... 20

4.3.4 Affinité électronique .................................................................................................... 21

4.3.5 ....................................................................................................... 21

4.4 Exercices corrigés................................................................................................................ 22

Chapitre 5 : Liaison chimique ....................................................................................................... 26

5.1 Introduction : ....................................................................................................................... 26

5.2 Représentation de la liaison chimique (représentation de Lewis) : ..................................... 26

5.2.1 Règle du duet et de l'octet ............................................................................................ 26

5.3 Différent types de liaisons fortes peuvent unir deux noyaux : ............................................ 27

5.3.1 Liaison covalente ......................................................................................................... 27

5.3.2 Liaison ionique ............................................................................................................. 27

5.3.3 Liaison métallique ........................................................................................................ 27

5.4 Les liaisons chimiques faibles ............................................................................................. 28

5.4.1 La liaison hydrogène .................................................................................................... 28

5.4.2 La liaison de Van der Waals ........................................................................................ 28

5.5 ........................................................................... 28

5.5.1 .................................................................. 29

5.5.2 Caractère ionique partiel (CI) ...................................................................................... 29

5.6 Géométrie des molécules : .................................................................................................. 30

5.6.1 Théorie V.S.E.P.R (Règle de Gillespie) ....................................................................... 30

5.6.2 ............................................................................................... 31

5.7 Exercices corrigés................................................................................................................ 34

Partie II: Chimie organique

Chapitre 1 : Composés organiques, formules, fonctions, nomenclature composés organiques .... 37

1.1 Introduction générale ........................................................................................................... 37

1.2 Formules des composés organiques .................................................................................... 37

1.2.1 Formule brute ............................................................................................................... 37

1.2.2 Formules développées et semi-développées ................................................................ 38

1.3 Fonctions, groupes fonctionnels .......................................................................................... 38

1.4 Nomenclature ...................................................................................................................... 38

1.5 Etude des fonctions organiques ........................................................................................... 38

1.5.1 Les hydrocarbures : ...................................................................................................... 39

1.5.2 Halogénures, Dérivés halogènes : ................................................................................ 40

1.5.3 Les composés polyfonctinnels ..................................................................................... 41

1.5.4 Composés polyfonctionnels hétérocycles : .................................................................. 42

1.6 Exercices corrigés................................................................................................................ 43

Chapitre 2 : Mécanismes réactionnels en chimie organique .......................................................... 45

2.1 Résonance et mésomérie ..................................................................................................... 45

2.2 La conjugaison .................................................................................................................... 46

2.2.1 Représentation projective ou convention de Cram : .................................................... 47

2.2.2 Projection de Newman ................................................................................................. 47

2.2.3 Projection de Fisher : ................................................................................................... 48

2.3 Stéréoisomérie. .................................................................................................................... 48

2.3.1 La stéréoisomérie de configuration .............................................................................. 49

2.3.2 La stéréoisomérie de conformation .............................................................................. 50

2.4 Effets électroniques des molécules organiques ................................................................... 50

2.4.1 Effet inductif ................................................................................................................ 50

2.4.2 Effet mésomère ............................................................................................................ 51

2.5 Substitution nucléophiles .................................................................................................... 52

2.5.1 Substitution nucléophile monomoléculaire (SN1) ....................................................... 53

2.5.2 Substitution nucléophile bimoléculaire (SN2) ............................................................. 53

2.6 Eliminations......................................................................................................................... 53

2.6.1 Élimination unimoléculaire (E1) .................................................................................. 54

2.6.2 Élimination bimoléculaire (E2) .................................................................................... 55

2.7 Les réactions radicalaires .................................................................................................... 55

2.8 Réactions oxydation/réduction ............................................................................................ 56

2.9 Exercices corrigés................................................................................................................ 58

Partie I : Chimie générale

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 1

Chapitre 1 : Généralité

1.1 Définition

Un atome (du grec, atomos," que l'on ne peut diviser") est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Un atome est constitué d'un noyau composé de protons et de neutrons autour desquels gravitent des électrons.

1.2 Caractéristiques de l'atome

Le noyau, composé de deux sortes de particules appelées nucléons :

1- les neutrons : particules de charge électrique nulle qn= 0C, et de masse égale à : mn= 1,674 ×10-

27 kg

2- les protons : particules de charge électrique positive égale à : qp=+e= 1,602 ×10-19 C, et de masse

égale à : mp = 1,672 ×10-27 kg

Le noyau est donc chargé positivement. La masse du noyau, est égale à la somme des masses des

protons et des neutrons, appelée nombre de masse.

Autour du noyau gravitent des électrons suivant des trajectoires bien définies, cela constitue le nuage

électronique ; Les électrons possèdent une charge électrique négative égale à : qe= -1,602 ×10-19 C,

faible que celle des nucléons (1836 fois moindre) me = 9,109×10-31 kg.

Le noyau et le cortège élec

1.3

Le noyau d'un atome est compos de A nucléons : Z protons et N = A - Z neutrons. La représentation

symbolique du noyau d'un atome de l'élément X est ܺ Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 2

1.3.1 La masse des atomes

La masse d'un atome est la somme des masses de ses divers constituants. Matome = Z(mproton) + N (mneutron) + Z (mélectron)

La masse des électrons est très faible par rapport à celle des neutrons ou des protons, nous pourrons

donc la négliger. L'atome étant très petit on préfère utiliser la masse molaire atomique qui correspond

bien sûr à la masse d'une mole d'atomes.

1.3.2 :

Pour réaliser une réaction chimique ou des analyses au laboratoire il faut toujours savoir la quantité

une unité de mesure pour déterminer la quantité de la matière.

Donc une unité de quantité de matière a été définie pour bien exprimer le nombre des atomes, des

ions ou des molécules : la mole (mol), le mot latin qui signifie " un gros tas », Dont 1 mole présente

-12. La mole contient toujours le même nombre de particules quel petit de sorte que 12 g de carbone contiennent 6,023 1023 atomes. Ce nombre est appelé le nombre isée dans le mesure des objets microscopiques est définie comme étant le douzième de la masse de l'atome de carbone.

1.4 Les isotopes

Les nucléides d'un élément chimique particulier avec le même numéro atomique (Z) mais des

nombres de neutrons différents s'appellent des isotopes.

Les éléments naturels

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 3

1.5 Exercices corrigés

Exercice 01 :

La quinine est un médicament de formule CxHyOzNt utilisé contre le paludisme. Sa masse molaire vaut M=324.0 g.mlo-1 et sa composition centésimale massique est : C :74.07%, N :8.65% et O : 9.87%

Quelle est sa formule brute ?

Solution :

Donc la formule brute de la quinine est : C20H24O2Z2.

Exercice 02 :

Un échantillon de méthane CH4 a une masse m = 0,32 g. Combien y a-t-il de moles et de molécules

MC=12g.mol-1

Solution :

Nombre de mole de CH4 : n= m/MCH4 = 0,32/ (12 + 4) = 0,02moles Nombre de molécules de CH4 = n. ϋ =(m/MCH4). ϋ = 0,12.1023 molécules

1.n. ϋ = (m/MCH4) ϋ = 0,12.1023 atomes

4.n. ϋ = 4 . 0,12.1023 =0,48.1023 atomes

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 4

Exercice 03 :

ium naturel Si (Z=14) est un mélange de trois isotopes stables : 28Si, 29Si et 30Si. L'abondance naturelle de l'isotope le plus abondant est de 92,23%. La masse molaire atomique du silicium naturel est de 28,085 g.mol-1.

1. Quel est l'isotope du silicium le plus abondant ?

2. Calculer l'abondance naturelle des deux autres isotopes.

Solution :

1Si/ ϋ = (28,085/ ϋ)

La masse molaire du silicium est :

MSi = 28,085 g.mol-1 = (28,085/ ϋ). ϋ = 28,085 u.m.a.

2. Appelons x l'abondance de l'isotope 29 et y celle de l'isotope 30.

Assimilons, fautes de données, masse atomique et nombre de masse pour les trois isotopes.

28,085 = 28 .0,9223 + 29 x + 30 y

2,2606 = 29 x + 30 y

x = 0,0704 = 7,04% et y = 0,0073 = 0,73%

Exercice 04 :

On dissout complètement 1g de NaCl dans

g.ml-1. On obtient une solution aqueuse de Chlorure de Sodium de 90 ml.

1. Quel est le pourcentage massique en NaCl de cette solution.

2. Quelle est la fraction molaire de NaCl de cette solution.

3. Quelle est la molalité de NaCl.

4. Quelle est la concentration molaire de NaCl. M(Na) : 23g.mol-1 ; M(Cl) : 35,5g. mol1.

Solution :

1- Le pourcentage massique en NaCl de cette solution :

% NaCl = m NaCl / (m NaCl + m H2O) × 100 m H2O=ȡ H2O × VH2O = 0,998 × 90 = 89,82 g % NaCl = 1/(1 + 89,82) × 100= 1,1 %

2- La fraction molaire de NaCl de cette solution :

% NaCl (molaire) = n NaCl / (n NaCl + n H2O) × 100 n NaCl = m NaCl / M NaCl = 1 / (23+35,5) = 0,017 mol Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 5 n H2O = m H2O / M H2O = 89,82/18 = 4,99 mol % NaCl (molaire)= 0,017/(0,017 +4,99) × 100 = 0,34%

3- La molalité de NaCl :

Cm(Molalité) = n NaCl / m H2O

Molalité= 0,017 / 89,82 × 10-3 = 0,19 mol.kg-1 H2O

4- La concentration molaire de NaCl : CM = n NaCl / VH2O

CM= 0,017 / 90 × 10-3= 0,188 mol.l-1.

Exercice 05 :

masse théorique de ce noyau. La comparer à sa valeur réelle de 14,007515u.m.a. Calculer l'énergie

de cohésion de ce noyau en J et en MeV. mp = 1,007277 u.m.a. mn = 1,008665 u.m.a. me = 9,109534 10-31 kg ϋ = 6,023 1023 RH = 1,097 107 m-1 h= 6.62 10-34 J.s c = 3 108 ms-1

14N a une masse de 14, 007515 u.m.a et une abondance isotopique de 99,635%.

15N a une masse de 15, 004863 u.m.a et une abondance isotopique de 0,365%.

Solution :

1- Calcul de masse théorique, défaut de masse et énergie de cohésion

¾ Masse théorique du noyau :

mthéo = 7.1,008665 + 7.1,007277 = 14,111594 u.m.a

1 u.m.a = 1/ϋ (g)

mthéo = 14,111594/ ϋ = 2,342951021.10-23 g = 2,34295.10-26 kg correspond à l'énergie de cohésion du noyau.

¾ Défaut de masse :

m = 14,111594 - 14,007515= 0,104079 u.m.a/noyau = 1,72802589. 10-28 kg/noyau m= 0,104079 g/ mole de noyaux

¾ énergie)

1eV= 1,6.10-19 J

E = 1,7280.10-28 (3 108)2 = 15,552.10-12 J/noyau = 9,72.107 eV/noyau

2- MN naturel = (99,635/100 x 14,007515) + (0,365/100 x 15,004863) = 14, 01g.mol

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 6

Chapitre 2 : Radioactivité

2.1 La radioactivité

aux réactions chimiques qui ne concernent que le nuage électronique sans modifier le noyau. La radioactivité est un phénomène : Spontané : elle se déclenche sans intervention extérieure.

Aléatoire

Inéluctable : un noyau instable se désintégrera tôt ou tard. Indépendant de la pression et de la température. On distingue trois types de radioactivité en fonction de la nature de la particule émise.

La désintégration radioactive est une réaction nucléaire spontanée au cours de laquelle un noyau

radioactif donne naissance à un noyau plus stable. La désintégration radioactive du noyau instable, appelé noyau père et noté ܺ

ܻ ௓ᇱ஺ᇱ. Généralement, il est obtenu dans un état excité et alors noté ܻ

Ȗils.

b) Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 7 Cette réaction nucléaire doit respecter des lois de conservation.

2.2 Lois de conservation ou loi de Soddy

Au de protons Z.

Radioactivité ȕ+ : émission de positons

Loi de décroissance radioactive

Ȝ : constante radioactive caractéristique du noyau considéré (en s-1)

IJ : constante de temps en S.

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 8 Demi-vie radioactive : on appelle temps de demi-adioactif noté la durée

correspondant à la désintégration de la moitié des noyaux radioactifs initialement présents dans

La demi-vie radioactive est caractéristique de chaque noyau.

2.3 Ac

1 Bq = 1 désintégration / seconde

A un instant donné, urce dépend du temps de demi-vie et du nombre de noyau radioactifs présents en cet instant :

2.4 Energie libérée par une réaction nucléaire

Perte de masse

les réactifs et les produits :

ǻréactifs(kg) - mproduits (kg)

Energie libérée

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 9

2.5 Exercices corrigés

Exercice 01 :

Un noyau radioactif a une demi-vie de 1 s.

1. Ȝ

2. À un instant donné, un échantillon de cette substance radioactive a une activité de 11,1 .107

désintégrations par seconde. Calculer le nombre moyen de noyaux radioactifs présents dans l'échantillon à cet instant.

Solution

1. Ȝ-1

2. Ȝ7 / 0,693 = 1,60.108 noyaux

Exercice 02 :

Une substance radioactive dont la demi-vie est de 10 s émet initialement 2. 107 Į seconde.

1. Calculer la constante de désintégration de la substance.

2. Quelle est l'activité de cette substance ?

3. Initialement, combien y a-t-il en moyenne de noyaux radioactifs ?

4. Combien restera-t-il en moyenne de noyaux radioactifs après 30 s ?

¾ -à-dire 3 périodes, il restera N = N0/ 23 = 3,97. 106 noyaux

5. Quelle sera alors l'activité de la substance ?

Solution :

1. Ȝ= ln2 / 10 = 0,0693 s-1

2. A = 2. 107 Bq (1 particule alpha émise correspond à 1 noyau de la substance désintégré)

3. N0 Ȝ7 / 0,0693 = 2,89. 108 noyaux

4. -à-dire 3 périodes, il restera N = N0/ 23 = 3,97. 106 noyaux

5. Ȝ 105 Bq = 275 kBq

Exercice 03 :

La famille radioactive dont le nucléide père est l'uranium ܷ plomb ܾܲ

1. Le radiumܴܽ

au plomb ܾܲ Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 10

1.1. Į

dans le tableau ci-contre, écrire l'équation d'une désintégration de ce type.

1.2. ȕ-.

1.3. Įȕ-permettant de passer du noyau

2. On considère une masse m0 de radon à la date t = 0. La période du radon est de 3,825 j.

2.1. Déterminer la masse de radon restant au bout de 1, 2, ..., n périodes. En déduire la masse de radon

désintégrée au bout de n périodes.

2.2. Calculer les durées nécessaires pour désintégrer les 4/9 et les 9/10 de la masse m0 de radon

Solution :

1.2. ܺ௓஺՜ܻ௓ାଵ஺൅݁ିଵ଴൅ߛ

la conversation des nucléons (somme des A) et la conversation de la charge totale ( somme des Z)

Donc : x= 5 désintégrations alpha

y= 4 désintégrations bêta-

2.1. La masse de Radon et le nombre de noyaux sont proportionnels donc suivent la même loi de

décroissance :

1 = m0/2

Au bout de 2 périodes il reste une masse m2 = m1/2= (m0/2)/2= m0/22 n = m0/2n n= m0-mn= m0 (1-1/2n)

2.2. N/N0 = m/m0 = e-Ȝ ; ݐൌെଵ

m : masse restante à t

0 désintégrée correspond à m= m0 - 0= 5/9

0 désintégrée correspond à m= m0 - 0= 1/10

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 11

Donc : ݐଵൌെ͵ͺ-ͷൈ

Exercice 04 :

1- Dans la haute atmosphère, les neutrons des rayonnements cosmiques réagissent avec des

atomes d'azote N 14 en formant du carbone C 14. Ecrire les équations correspondantes. 2-

plus absorbé. La mesure de la teneur en C 14, qui décroît dans le temps par désintégration

radioactive, permet de dater la mort. Écrire la réaction de désintégration radioactive de C 14

3-

bois de même masse, fraîchement préparé, a une activité de 1500 dpm, et que la période de C

14 vaut 5730 années ?

Solution :

1- ܰ଻ଵସ൅݊଴ଵ՜ܥ

émission de protons

3- A0 0 atomes de ܥ

Les deux échantillons ont la Ȝ

On divise (1) par (2) et on aura : ܣ0 /A = N0/ N => lnܣ0 /A = ln N0/ N = Ȝݐ ڲ Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 12 Chapitre 3 : Configuration électronique des atomes 3.1

3.1.1 Définition de la configuration électronique :

La configuration électronique est la répartition des électrons au sein des différentes orbitales

atomiques en respectant des règles bien précises, nommés les règles de remplissage.

3.1.2 Les notations utilisées pour la configuration électronique

types de notations :

1- La notation par des cases quantiques : Ici les sous-couches sont représentés par des cases aussi

2- La notation spdf : pour l1

un s un. Les 4 nombres quantiques de la configuration électronique La configuration électronique des atomes est définie par 4 nombres quantiques.

n: nombre quantique principal : Il définit la couche. L'énergie de l'électron est fonction de n.

l: nombre quantique secondaire ou azimutal : c'est un entier qui varie de 0 à n-1. Il définit la sous-

couche s, p, d, f. Il définit la forme et la symétrie des orbitales ( orbitales s, p, d etc...)

Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 13

m: nombre quantique magnétique : Il prend des valeurs comprises entre -l et l (y compris les valeurs

de -l et l). A une valeur de m, correspondent (2l+1) valeur de m. Il détermine l'orientation des orbitales

dans l'espace. s : nombre quantique de spin :Le nombre quantique de spin se définit comme le moment cinétique

(ou moment angulaire) de l'électron. s=-1/2 ou ½ (2 sens de rotation de l'électron sur lui-même)

3.1.3 Règle de KLECHKOWSKI

Cette règle montre que le remplissage des O.A se fait par ordre croissant de (n+l) et pour la même

valeur de (n+l), il se fait par ordre croissant de n et décroissant de l. On obtient ainsi la configuration

3.1.4 Règles de remplissage des Orbites atomique

Principe de stabilité : Le

Dans un atome, deux électrons ne peuvent avoir leur quatre nombres quantiques égaux : Ils doivent différer au moins par leur spin (: ାଵ

3.1.5 Règle de HUND

Lorsque des électrons se placent dans une sous couche multiple, Ils occupent le maximum

-couche, des électrons célibataires ont des spins parallèles (même valeur : ାଵ Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 14

3.2 Exercices corrigés

Exercice 01 :

nombres quantiques. Et corrigez les erreurs dans chaque cas. a) n = 4, l = 2, m = 0 et s = 0 b) n = 3, l = 1, m = -3 et s = -1/2 c) n = 3, l = 3, m = -1 et s = +1/2

Solution :

Les combinaisons permises des nombres quantiques suivent les règles suivantes :

Le nombre quantique azimutal l l 1

Le nombre quantique magnétique m : l +l

s le nombre quantique de spin : ne peut prendre que la valeur +1/2 ou 1/2 - Pour la 1ère combinaison (n = 4, l = 2, m = 0 et s = 0) pour n=4 on a l 2, et 3 et si l= 2 on a : -2, -1, 0 ,1 et 2.

Et s ne peut pas être 0 , il ne peut être que +1/2 ( électron up) ou 1/2 (électron down).

Dans la 2ème combinaison : ( n = 3, l = 1, m = -3 et s = -1/2) la valeur de m doit être comprise entre :

-1 et 1 car le nombre quantique azimutal l = 1.

Dans la 3ème combinaison (n = 3, l = 3, m = -1 et s = +1/2) : il est impossible que l = 3, l est compris

entre 0 et n-1= 3-1= 2.

Exercice 2 :

1.Donnez le cortège et la configuration électroniques de ces atomes en notation spdf.

2.Donnez la configuration [gaz rare] couche de valence, et présentez la couche de valence par les

cases quantiques. Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 15

Solution :

Dans un cortège électronique, les sous-

le schéma de Klechkowsky. Par contre, dans la configuration électronique on écrit les sous-couches

par ordre croissant de n.

On utilise les règles de remplissage (Klechcowsky, Hund et Paulli) pour donner le cortège et la

configuration électronique :

1- 19۹

21܋܁

La configuration électronique est : 1s22s2p63s23p63d14s2 La configuration électronique est : 1s22s2p63s23p63d54s2 La configuration électronique est : 1s22s2p63s23p63d104s2 La configuration électronique est : 1s22s2p63s23p63d104s24p64d95s

2- La couche de valence présente les orbitales de la dernière couche :

La configuration entre crochets présente la configuration électronique du gaz rare Argon (Ar) qui

précède le potassium K dans le tableau périodique. Donc elle peut être abrégée par le symbole Ar.

4s1 présente les orbitales de la dernière couche " la couche de valence ». Donc on aura cette écriture

La notation abrégée ou par les gaz rares : [Ar ]3d1 4s2

La couche de valence : 3d1 4s2

23V : La configuration électronique est :1s22s2p63s23p63d34s2.

La notation abrégée ou par les gaz rares : [Ar ]3d3 4s2

La couche de valence :3d3 4s2

La notation abrégée : [Ar]3d104s2

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La couche de valence : 3d104s2

La notation abrégée : [Kr]4d105s1 plus stable que [Kr]4d95s2

La couche de valence : 4d105s1

Exercice 3 :

de valence.

2- Déduire la configuration des ions : ܍۴+, ۹, ۴૜+, ܍۴

3- Donnez la configuration en notation [gaz rare] couche de valence des éléments : ܄, ܄૛+, ܄

Spécifiez si chaque espèce est diamagnétique ou paramagnétique.

Solution :

1- ૢ۴

2- Un ion monoatomique est obtenu par un gain ou une pert

appartenant aux orbitales de plus grande valeur de n (la dernière couche), et on passe ensuite

à la couche (n-1). Ainsi, pour les anions on ajoute les électrons (numéro de la charge) à la

dernière couche.

3- ܄

[Ar]3d34s2. Le V possède des électrons non appariés (célibataires) dans sa couche de valence donc il

est paramagnétique. Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 17

Exercice 4 :

1. Donnez la configuration du Mn (Z=25) en notation : [gaz rare] cases quantiques.

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