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 ?
Atomistique et Chimie Organique Cours et Exercices Corrigés
d : son énergie ses mouvements autour du noyau
Cours de chimie Générale
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.
exercices corriges de structure de la matiere et de liaisons chimiques
Nombres quantiques et structures électroniques ……..……… Exercices corrigés : Modèle ondulatoire de l'atome …………..…… Chapitre IV : Classification périodique
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
CORRIGES
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.
[PDF] Atomes : nombres quantiques et configurations électroniques QCM
Exercice 1 : vrai ou faux ? Soit un atome inconnu X On considère un électron de cet atome dans un état quantique défini par les nombres n = 4 et ml = 2
[PDF] Corrigé
EXERCICE 1 : NANOPARTICULES ET OXYDE DE TITANE / 28 POINTS Les électrons de valence sont ceux associés au nombre quantique n principal le plus
[PDF] Exercice 1 1) Rappeler les valeurs possibles des différents nombres
1) Rappeler les valeurs possibles des différents nombres quantiques 2 - Quel est le numéro atomique du néon du nickel ? 10 Ne 3 - Quels sont les nombres
[PDF] Atomistique et Chimie Organique Cours et Exercices Corrigés
Cours et Exercices Corrigés Nombre quantique secondaire (ou azimutal ou orbital) l 1 10 3 Nombre quantique tertiaire (ou magnétique) m
[PDF] EXERCICES-ATOMISTIQUEpdf - Talib24
3) Donner les valeurs des nombres quantiques et les orbitales atomiques des quatre premiers niveaux énerg étiques de l'atome d'hydrogène Exercice II l) Donner
Atomes polyélectroniques - Exercices - Chm Ulaval
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
[PDF] LES FONDAMENTAUX
Plus de 100 exercices intégralement corrigés 3 Les quatre nombres quantiques Le nombre de ces exercices tous intégralement corrigés a été
[PDF] Notes de cours et exercices - université 8 Mai 1945 Guelma
3 2 Exercices corrigés Exercice 01 : Expliquer brièvement pourquoi chacune des séries suivantes n'est pas une combinaison permise de nombres quantiques
[PDF] Exercices corrigés : Structure de latome - Fichier-PDFfr
24 nov 2014 · Exercices corrigés : Modèle quantique de l'atome : Atome de Bohr Nombres quantiques et structures électroniques Exercices
[PDF] Corrigé du TD Q1 Description quantique de latome : Orbitales
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.
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 VieRéalisé 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 ViePrésenté par :
LAFIFI ISMAHANE
Année universitaire 2020-2021
Préambule
Ce polycopié de cours et d'exercices corrigés deprincipalement 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 1Chapitre 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 kg2- 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
1.3Le 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 21.3.1 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 31.5 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 molécules1.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 4Exercice 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 H2O4- 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-114N 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.a1 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 noyaux¾ 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/noyau2- 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 6Chapitre 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 ܻܺ ᇱᇱ. 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 duréecorrespondant 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 92.5 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 noyaux5. 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 101.1. 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. ܺ՜ܻାଵ݁ିଵߛ
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 t0 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 11Donc : 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- ܰଵସ݊ଵ՜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 3.13.1.1 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 13m: 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 (: ାଵ3.1.5 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 143.2 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 = +1/2Solution :
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 15Solution :
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 : 1s22s2p63s23p63d104s24p64d95s2- 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 4s2La couche de valence : 3d1 4s2
23V : La configuration électronique est :1s22s2p63s23p63d34s2.
La notation abrégée ou par les gaz rares : [Ar ]3d3 4s2La couche de valence :3d3 4s2
La notation abrégée : [Ar]3d104s2
Chimie générale et organique : Sciences de la nature et de la vie Dr. LAFIFI Ismahane 16La couche de valence : 3d104s2
La notation abrégée : [Kr]4d105s1 plus stable que [Kr]4d95s2La 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 ensuiteà 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 17Exercice 4 :
1. Donnez la configuration du Mn (Z=25) en notation : [gaz rare] cases quantiques.
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