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Fiche n°1

Structure de l'atome

Exercice I

: A la recherche d'un atome Un atome ayant 11 électrons a une masse égale à 38,41 × 10 -27 kg.

1. Calculer le nombre de nucléons de cet atome.

2. En déduire son nombre de protons et de neutrons.

3. Donner son nuclide.

4. a) Quelle est la charge de son nuage électronique ?

b) Déduire celle de son noyau.

5. L'ion de cet atome porte une charge positive (1+).

a) De quel ion s'agit-il ? b) Calculer la charge du noyau de cet ion. Données : m(proton) = m(neutron) = 1,67.10-24 g ; charge (proton) = e

Exercice II

: Un ion chrome Un ion de chrome porte la charge q ion = + 4,8 x 10 - 19 C. Son noyau contient 28 neutrons et a une charge q noyau = + 38,4 x 10 - 19 C.

1. Calculer le numéro atomique de cet ion.

2. Calculer son nombre de nucléons.

3. Déterminer le nombre d'électrons dans le cortège électronique de cet ion.

4. Donner le symbole de cet ion.

Données : la charge élémentaire e = 1,6.10-19 C ; Symbole de l'élément chrome : Cr

Exercice III

: Etude d'un atome Le noyau d'un atome X porte une charge totale de 1,28 × 10-18 C.

1. Déterminer le numéro atomique de X.

2. En déduire son nombre de masse s'il a autant de neutrons que de protons.

3. Donner son nuclide.

4. Quelle est la charge de son nuage électronique ?

5. L'ion de cet atome porte 2 charges négatives (2-).

a) De quel ion s'agit-il ? b) Calculer la charge du noyau de cet ion.

Donnée : charge (proton) = 1,6.10-19 C

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Exercice IV

: Magnésium

1. Soit un atome de magnésium caractérisé par les nombres :

Z = 12 et A = 26.

Représenter le nuclide de cet atome en précisant le nombre de protons, électrons et neutrons.

2. a) Calculer la masse de son noyau : mnoyau.

b) Quelle est la masse de l'atome. Justifier la réponse.

3. On considère à présent 2 atomes caractérisés par les couples (Z,A) suivants :

(12,24) et (12,25). a) Que peut-on dire de ces 2 atomes ? Pourquoi ? b) Calculer leur masse atomique moyenne sachant que : Mg

24 79 %

Mg25 10 %

Mg26 11 %

Donnée

: m(proton) = m(neutron) = 1 u

Exercice V

: Charge d'un atome Le noyau d'un atome X porte une charge globale de +3,2×10 -18 coulomb. Cet atome contient 20 e-.

1. Déterminer le numéro atomique de X. En déduire son nombre de masse s'il contient autant de

neutrons que de protons.

2. Quelle est la charge de son nuage électronique ?

En déduire sa charge globale. Que pouvez-vous conclure ?

Donnée

: charge (proton) = e = 1,6.10-19 C

Exercice VI

: Atome et ses particules

Un atome X a pour masse 2,338×10

-26 kg.

1. Combien de nucléons existe-t-il dans son noyau ?

2. Trouver son numéro atomique sachant qu'il renferme autant de protons que de neutrons.

3. Donner le nuclide de cet atome.

Donnée

: m(proton) = m(neutron) = 1,67.10-27 kg

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Fiche n°2

La mole

Exercice I

: La mole en biologie

Le calcium est un élément chimique indispensable à la bonne croissance des os. Une personne de 15

ans a besoin en moyenne d'une dose journalière de 1,9×10 -2 mol d'atomes calcium.

1. Quel est le nombre d'atomes qu'on retrouve dans chaque dose ?

2. Rami, âgé de 14 ans, consomme chaque jour 0,9 g de calcium. Est-ce suffisant ?

Donnée

: Le nuclide de l'atome de calcium : Ca40 20

Exercice II

: La mole en biologie

L'élément phosphore, réputé excellent pour la mémoire, est présent dans de nombreux aliments

(soja, chocolat, poisson,...). Un adolescent a besoin de 1395 mg de l'élément phosphore par jour.

Cette masse est équivalente à 45×10

-3 mol d'atomes phosphore.

1. Calculer la masse molaire atomique du phosphore.

2. Déterminer le nombre d'atomes qui correspond à 0,5 mol d'atomes P.

3. Une fille âgée de 15 ans, consomme quotidiennement 4.1022 atomes de phosphore. Est-ce

suffisant ?

Exercice III

: Echantillons à comparer Quel est l'échantillon qui contient la plus grande quantité de matière ?

1. 3,6 × 10-3 kg de carbone (C)

2. 6400 mg de soufre (S)

3. 9,03 × 1022 molécules de glucose (C6H12O6)

Justifiez votre réponse.

Données

: C12

6 ; S32

Exercice IV

: Masse de l'atome sodium Un bracelet en argent a une masse de 200 g. Calculer le nombre d'atomes d'argent dans ce bracelet.

Donnée

: Le nuclide de l'atome d'argent : Ag107 47

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Exercice V

: La mole en économie

Un bijoutier propose pour le même prix 2 colliers en or : le premier qui a une masse de 2 kg et le

second qui contient 10 moles d'atomes or. Quel est le meilleur choix économique ? Justifiez votre réponse.

Donnée

: Le nuclide de l'atome d'or : Au197 79

Exercice VI

: L'élément carbone

L'élément carbone est l'un des éléments les plus abondants dans la nature. L'atome de carbone

possède un numéro atomique Z = 6 et un nombre de masse A = 12.

1. Un élève écrit son devoir au crayon mine. Il constate que, une fois le devoir fini, la masse de son

crayon mine a diminué de 6 mg. Sachant que la mine du crayon est constituée de carbone pur, calculer la quantité de matière qui a servi à écrire ce devoir.

2. Calculer la masse d'une mine de crayon contenant 3,01.1023 atomes de carbone.

Donnée

: Nombre d'Avogadro NA = 6,02.10 23

Exercice VII

: Une pépite d'or La plus grosse pépite d'or trouvée en France a une masse m = 543 g.

1. Calculer la masse m Au d'un atome d'or (Z = 79 ; A = 197).

2. Combien d'atomes d'or N contient cette pépite ?

3. Déterminer la quantité de matière d'or contenue dans cette pépite.

Données

: Constante d'Avogadro : NA = 6.1023 ; masse d'un nucléon = 1,67.10-27 kg

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Fiche n°3

Classification périodique

Exercice I

: Le magnésium

Le magnésium est un élément chimique métallique. Il est très léger, d'aspect blanc-argenté. Il se

ternit légèrement une fois exposé à l'air. En poudre, ce métal s'échauffe et s'enflamme spontanément

par oxydation avec le dioxygène de l'air. Il brûle avec une flamme blanche très lumineuse, d'où son

1. Donner sa configuration électronique.

2. Le situer dans la classification périodique.

3. Nommer son groupe.

4. Quelle est la représentation de Lewis de l'atome magnésium ?

5. Déduire sa valence.

Exercice II

: Un élément X Un élément X appartient à la 2° période et à la 17 ème colonne de la classification périodique. Donner son numéro atomique Z et la représentation de Lewis de son atome.

Exercice III

: A la découverte d'éléments chimiques

1. Un métal alcalin X appartient à la 4° période du tableau périodique. Identifier cet élément.

2. Identifier le métal alcalino-terreux situé juste à côté de X.

Exercice IV

: Tableau périodique K 2L8.

1. Quel est son nombre de protons ? En déduire son numéro atomique.

2. A quel groupe et à quelle période appartient X ?

Exercice V

: Un élément X à découvrir

L'ion X

- possède autant d'électrons que l'atome Argon.

1. Déterminer le numéro atomique et le nom de l'élément X.

2. Ecrire la configuration électronique de l'atome X.

3. Donner sa représentation de Lewis.

4. A quelle famille appartient-il ?

5. Un élément E appartient à la même période que X et possède la même valence. Identifier E.

Donnée

: Arଵ଼ସ଴

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Fiche n°4

Les liaisons chimiques

Exercice I

: Composé inconnu

1. Un élément Y inconnu appartient à la même période que le magnésium (12Mg) et son schéma de

Lewis est : Y

a) Ecrire la configuration électronique de l'atome Mg. b) Identifier l'élément Y.

2. Un élément X appartient à la même période que Y et a la même valence.

Identifier X.

3. Indiquer la nature de la liaison qui pourrait lier (X) et (Y).

Exercice II

: Le fluorure d'hydrogène

Le fluorure d'hydrogène est un liquide qui attaque le verre. Il est utilisé dans la " gravure sur

verre ». On se propose de comprendre et d'interpréter la formation de la molécule HF du fluorure

d'hydrogène, à partir des configurations électroniques des atomes d'hydrogène et du fluor. Les

numéros atomiques des éléments hydrogène et fluor sont respectivement 1 et 9.

1. Pour chacun des atomes H et F :

a) Ecrire la configuration électronique. b) Ecrire la représentation de Lewis. c) Donner la valence.

2. En se basant sur ce qui précède, indiquer le type de la liaison qui pourrait s'établir entre les

atomes H et F.

Exercice III

: Éléments nutritifs importants aux plantes

Pour se développer, les plantes absorbent du sol l'eau et les éléments nutritifs. Trois éléments

nutritifs importants aux plantes sont : l'azote, le phosphore et le potassium.

L'azote aide les plantes à développer les feuilles, le phosphore est nécessaire au développement sain

des racines et le potassium aide les plantes à résister aux maladies et à combattre la sécheresse.

1. Indiquer l'élément nécessaire au développement sain des racines.

2. Écrire la configuration électronique de chacun des atomes, azote, phosphore et potassium puis préciser leur valence.

3. Déduire la position dans le tableau périodique de chacun des éléments cités ci-dessus.

4. Donner la représentation de Lewis de la molécule de diazote (N2) et indiquer le type de liaison

dans cette molécule.

Données

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Exercice IV

: L'iodure de calcium L'iodure de calcium est un composé ionique. Sa formule statistique est CaI 2.

1. Ecrire la formule de l'ion calcium (Ca : Z=20). Justifier la réponse.

2. En déduire la formule de l'ion iodure. Justifier la réponse.

3. Donner la représentation de Lewis de l'iodure de potassium (sans justification).

Exercice V

: Molécule et composé ionique Soient : un atome A de calcium Ca20, un ion B de nitrate NO3- et un composé D organique C2H4O2 ayant comme représentation de Lewis : _ _

H - O - C = C- O - H

H H

1. Ecrire la configuration électronique, puis la représentation de Lewis de A.

2. Quel type de liaison peut faire A généralement ? Justifier la réponse.

3. Ecrire les formules statistique, ionique du composé formé par l'union de A et de B (sans

aucune justification).

4. D'après la représentation de Lewis du composé D, quelles sont les valences de H, C et O ?

Justifier la réponse.

5. Proposer 1 autre représentation de Lewis du composé D.

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Fiche n°5

Electrochimie

Exercice I

: Nombre d'oxydation

Déterminer le nombre d'oxydation (n.o) de l'élément chlore dans chacune des espèces suivantes :

2 - Cl- - HCl - ClO- - AgCl - ClO3-

Exercice II

: Réactions rédox

Soient les réactions suivantes :

N2 + 3 H2 ĺ3

3 + H3O+ ĺ4+ + H2O

2 H

2O + Mg ĺ2+ + 2 OH- + H2

2 H

3O+ + Zn ĺ2+ + H2 + 2 H2O

1. Ces réactions sont-elles redox ?

2. Pour chaque réaction redox, identifier l'oxydant et le réducteur.

2 Cr2O72- + 3 C2H6O + 16 H+ ĺ3+ + 3 C2H4O2 + 11 H2O

Identifiez l'oxydant et l'élément oxydé.

16 H+ + 2 MnO4- + 5 C2O42- ĺ2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O

Identifier le réducteur et l'élément réduit.

2 MnO4- + 5 SO2 + 2 H2O ĺ2+ + 5 SO42- + 4 H+

Identifiez l'élément réducteur et l'espèce réduite.

Cl2 + 2OH- ĺ- + ClO- + H2O

Identifiez l'espèce qui a subi une oxydation et l'élément qui a gagné des électrons.

2 H2O2 ĺ2 + 2 H2O

Identifiez l'espèce qui a subi une réduction et l'élément qui a perdu des électrons.

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Exercice III

: Réaction rédox Un élève plonge, pendant quelques instants, une plaque de plomb Pb (s) dans une solution limpide, puis la ressort : la plaque apparaît toute dorée !

1. Expliquer ce phénomène.

2. Ecrire les demi-équations correspondantes.

3. Ecrire l'équation de la réaction qui s'est réellement produite.

4. Identifier l'élément oxydant et l'espèce qui a gagné des électrons.

Données

Le plomb Pb

(s) est plus réducteur que l'or Au(s), leurs ions correspondants sont Pb2+(aq) et Au3+(aq).

Exercice IV

: Electrolyse de l'eau

Le schéma ci-dessous représente le dispositif expérimental de l'électrolyse de l'eau additionnée

d'une solution d'acide chlorhydrique (H +(aq) + Cl-(aq)).

1. Annoter ce dispositif.

2. Ecrire la demi-équation électronique de la réaction qui a lieu au niveau de l'anode.

3. Ecrire l'équation-bilan de la réaction.

4. Montrer que c'est une réaction d'oxydoréduction.

Exercice V

: Chromage d'un plateau métallique On désire chromer un plateau métallique en fer.

1. Schématiser et annoter le dispositif expérimental en précisant l'anode, la cathode et le sens de

déplacement des électrons et des ions dans la solution.

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Fiche n°1

Structure de l'atome

Exercice I

1. Calculer le nombre de nucléons de cet atome.

2. En déduire son nombre de protons et de neutrons.

3. Donner son nuclide.

4. a) Quelle est la charge de son nuage électronique ?

5. L'ion de cet atome porte une charge positive (1+).

Exercice II

1. Calculer le numéro atomique de cet ion.

2. Calculer son nombre de nucléons.

3. Déterminer le nombre d'électrons dans le cortège électronique de cet ion.

4. Donner le symbole de cet ion.

Exercice III

1. Déterminer le numéro atomique de X.

2. En déduire son nombre de masse s'il a autant de neutrons que de protons.

3. Donner son nuclide.

4. Quelle est la charge de son nuage électronique ?

5. L'ion de cet atome porte 2 charges négatives (2-).

Donnée : charge (proton) = 1,6.10-19 C

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Exercice IV

1. Soit un atome de magnésium caractérisé par les nombres :

Z = 12 et A = 26.

2. a) Calculer la masse de son noyau : mnoyau.

3. On considère à présent 2 atomes caractérisés par les couples (Z,A) suivants :

24 79 %

Mg25 10 %

Mg26 11 %

Donnée

Exercice V

1. Déterminer le numéro atomique de X. En déduire son nombre de masse s'il contient autant de

2. Quelle est la charge de son nuage électronique ?

Donnée

Exercice VI

Un atome X a pour masse 2,338×10

1. Combien de nucléons existe-t-il dans son noyau ?

2. Trouver son numéro atomique sachant qu'il renferme autant de protons que de neutrons.

3. Donner le nuclide de cet atome.

Donnée

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Fiche n°2

La mole

Exercice I

1. Quel est le nombre d'atomes qu'on retrouve dans chaque dose ?

2. Rami, âgé de 14 ans, consomme chaque jour 0,9 g de calcium. Est-ce suffisant ?

Donnée

Exercice II

Cette masse est équivalente à 45×10

1. Calculer la masse molaire atomique du phosphore.

2. Déterminer le nombre d'atomes qui correspond à 0,5 mol d'atomes P.

3. Une fille âgée de 15 ans, consomme quotidiennement 4.1022 atomes de phosphore. Est-ce

Exercice III

1. 3,6 × 10-3 kg de carbone (C)

2. 6400 mg de soufre (S)

3. 9,03 × 1022 molécules de glucose (C6H12O6)

Justifiez votre réponse.

Données

6 ; S32

Exercice IV

Donnée

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Exercice V

Donnée

Exercice VI

1. Un élève écrit son devoir au crayon mine. Il constate que, une fois le devoir fini, la masse de son

2. Calculer la masse d'une mine de crayon contenant 3,01.1023 atomes de carbone.

Donnée

Exercice VII

1. Calculer la masse m Au d'un atome d'or (Z = 79 ; A = 197).