Exercices: écritures de configurations électroniques , Exercices de Chimie

Télécharge Exercices: écritures de configurations électroniques et plus Exercices au format PDF de Chimie sur Docsity uniquement! Chapitre 1 PCSI lycée J .Dautet D.L Page 1 sur 6 Chapitre 1 Exercices : écritures de configurations électroniques Exercice 1 : l’atome de nickel Le nickel fut découvert en 1751 par A.F. Cransted. Ethymologiquement : vient du suèdois kopparnickel, faux cuivre. On propose différentes configurations électroniques pour l'atome de nickel (Z=28). a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s0 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p8 3d6 4s2 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 4p2 Parmi ces configurations, 1) Laquelle ne respecte pas le principe d'exclusion de Pauli ? 2) Quelle est celle qui représente l'atome de nickel dans son état fondamental ? Préciser alors, si nécessaire, le nombre d'électrons célibataires. 3) Quelle est celle qui ne comporte aucun électron célibataire ? Chapitre 1 PCSI lycée J .Dautet D.L Page 2 sur 6 Exercice 2 : les isotopes du nickel Déjà rencontré dans le premier exercice, l’élément nickel, de symbole Ni, a pour numéro atomique Z = 28. Il existe cinq isotopes connus du nickel, dont on rassemble les abondances naturelles dans le tableau suivant (en % de noyaux rencontrés) : Source : webelements 1) Donner le nombre de protons et le nombre de neutrons de chaque isotope. 2) Calculer la masse molaire du mélange naturel du nickel. Le résultat sera fourni avec quatre chiffres significatifs. 3) Le cobalt est mono-isotopique. Comparer les masses molaires du nickel et du cobalt et leur position dans la classification. Exercice 3 : à la façon de Breaking Bad… A la manière de Breaking Bad… Donner le nom de l’élément chimique caché dans votre nom, puis écrire la configuration électronique fondamentale de l’atome nom ; Distinguer les électrons de valence et les électrons de cœur ; Préciser le nombre d’ électrons célibataires ; Exercice 4 : configuration électronique de quelques ions 1) Préciser la configuration électronique fondamentale des ions suivants : a) ion Cl- numéro atomique du chlore : Z = 17 b) ion Al3+ numéro atomique de l’aluminium : Z = 13 Chapitre 1 PCSI lycée J .Dautet D.L Page 5 sur 6 Minerai rare, le tantale a été dans les années 2000 à l’origine de crises importantes dans certaines régions d’Afrique (Congo, Rwanda) : le tantale (Ta) est métal produit en très faible quantité qui sert principalement à fabriquer les condensateurs que l’on trouve dans tous les petits appareils électroniques portables (téléphones, ordinateurs portables, PDA, caméras vidéo, PlayStation,...). Si la quantité de tantale contenu par condensateur est infime (< 0,02 g) et en constante diminution, tout se joue sur l’effet de masse (810 millions de téléphones portables fabriqués en 2005, 930 attendus en 2006, et plus d’un 1 milliard pour 2007...). Le tantale est l’élément de numéro atomique Z = 73. Son symbole chimique est Ta. L’isotope naturel le plus répandu du tantale possède un noyau constitué de 73 protons et 108 neutrons. 1) Donner le symbole chimique complet de cet isotope naturel. 2) Indiquer d’après la règle de Klechkowski la configuration électronique du tantale à l’état atomique fondamental. 3) Détailler le remplissage de la sous-couche en cours de remplissage. 4) Quel est le nombre d’électrons de valence de l’atome de tantale ? 5) Combien le tantale possède-t-il d’électrons : a. De nombre quantique l = 2 ? b. De nombre ml = 1 ? 6) Le tantale est-il paramagnétique ou diamagnétique ? 7) Le niobium (symbole Nb) est situé juste au dessus de lui dans la classification (en dessous du vanadium V). Quelle est sa configuration électronique fondamentale de valence (on supposera qu’il n’y a pas d’irrégularité par rapport à la règle de Klechkowski) ? Exercice 8 : l’uranium Chapitre 1 PCSI lycée J .Dautet D.L Page 6 sur 6 Martin Heinrich Klaproth chimiste allemand 1er décembre 1743 - 1er janvier 1817 L’uranium, élément radioactif naturel qui tire son nom de la planète Uranus, fut découvert en Allemagne par Martin Heinrich Klaproth en 1789. Cet élément, assez répandu, est notamment présent dans 5 % des minéraux connus et il représente quelques parties par million de la composition de la croûte terrestre. C’est surtout depuis la découverte de la radioactivité à la fin du XIXème siècle puis la maîtrise par l’homme des réactions nucléaires au cours de la première moitié du XXème siècle que l’uranium est devenu un élément stratégique, tant du point de vue économique, politique qu’écologique. La chimie de l’uranium se révèle être l’une des plus riches connues. La configuration électronique fondamentale de l’uranium à l’état fondamental est : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1 1) Quelle est la règle de remplissage que ne respecte pas cette configuration ? 2) Dans quel bloc de la classification se situe l’uranium ? 3) L’uranium est-il un métal ou un non métal ? 4) Un élément est au degré d’oxydation x lorsqu’il semble avoir perdu formellement x électrons. Expliquer pourquoi l’on trouve fréquemment l’uranium au degré d’oxydation + VI. 5) La pechblende est un minerai d’uranium qui contient de l’oxyde d’uranium (+VI) et de l’oxyde d’uranium (+IV). Ecrire la formule de ces oxydes.