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I.N.S.A. 1
lundi 7 novembre 2005
I.S
U.V.C1
(1h 30)
STRUCTURE DE LA MATIERE
SANS CALCULATRICE ET SANS DOCUMENTS
Toutes les réponses doivent être justifiées
EXERCICE 1 à rendre sur copie n°1
( 45 min)
A) Choisir en justifiant la ou les réponses qui conviennent
A1)
Le spectre d’absorption de l’atome d’hydrogène peut être décrit par :
a)
Une série de 4 raies seulement.
b)
Un ensemble discontinu de raies colorées sur fond noir.
c)
Un ensemble discontinu de raies noires sur fond coloré.
d)
Un ensemble coloré continu contenant toutes les fréquences.
A2)
Le spectre d’émission d’un atome renseigne sur :
a)
La distance moyenne entre le noyau et chaque électron de l’atome.
b)
Les différences entre 2 valeurs de niveaux d’énergie de l’atome.
c)
La valeur absolue de toutes les énergies permises de l’atome.
A3)
La série à laquelle appartient la radiation émise par un atome d’hydrogène qui passe du
niveau d’énergie
n
= 3 au niveau d’énergie
n
= 1 est la série de :
a)
Lyman
b) Balmer
c) Paschen
d) Brackett
A4)
La donnée de l’ensemble des 2 nombres quantiques n et
ne
définit
pas
:
a)
L’énergie d’un atome hydrogénoïde.
b)
La fonction d’onde représentant l’électron de H.
c)
L’énergie d’un atome polyélectronique.
d)
Un électron dans un atome polyélectronique.
B) Répondre aux questions ci-dessous en justifiant votre réponse.
B1)
Les 5 premières énergies d’un ion hydrogénoïde X sont :
-217,6;
-54,4;
-24,2;
-13,6;
-8,7 eV
B1-a)
Donner l’expression des énergies d’un ion hydrogénoïde.
B1-b)
En déduire le numéro atomique de X
B1-c)
Donner sa formule.
Z
1
2
3
4
5
6
7
8
symbole
H
He
Li
Be
B
C
N
O
B2)
Combien d’orbitales atomiques appartiennent à la sous-couche 5f ?
Justifier en donnant les nombres quantiques correspondant à chaque O.A.
B3)
Enoncer le principe de Pauli. En déduire le nombre d’électrons qui peuvent être décrit par la sous-
couche 4d.
B4)
Les quadruplets suivants peuvent-ils représenter des électrons d’un atome polyélectronique ?
a) (3,2,1,1/2);
b) (3,0,1,-1/2) ;
c) (3,1,-1,-1/2) ;
d) (3,3, -2,1/2) ;
e) ((3,0,0,-1)
Si oui donner le nom de l’orbitale atomique qui décrit chaque électron.
B5)
Construire le tableau permettant de trouver l’ordre de remplissage des sous couches.
Donner la configuration électronique de l’atome de tantale : Ta (Z = 73)