Structure de la matière 2003 Tronc Commun INSA Rouen

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Examen du Supérieur INSA Rouen. Sujet de Structure de la matière 2003. Retrouvez le corrigé Structure de la matière 2003 sur Bankexam.fr.
Publié le : vendredi 15 février 2008
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I.N.S.A. 1Lundi 10 novembre 2003 I.S U.V.C1(1h 30) STRUCTURE DE LA MATIERESANS CALCULATRICE ET SANS DOCUMENTS EXERCICE 1 copie n°1 On donne en annexe : - une partie du spectre d'émission de l'atome d'hydrogène donnant les longueurs d'onde des raies observées – le diagramme des énergies de l'atome d'hydrogène tracé à l'échelle 1cm1eV. notations utilisées : longueur d'ondeλ1λ2λ3λ4λ5λ6λ7λ8 en nm97.3 102.6121.6 410.2 434.0 486.1 656.3 954.6 1)Pourquoi observe-t-on un spectre discontinu ? ère ère 2)raie de la série de Lyman. A quelle série appartient laIdentifiez la 1raie de la série de Balmer, la 1 raie de longueur d'ondeλ8?3)Donner la valeur de l'énergie fondamentale de l'atome d'hydrogène. Donner l'expression des sept premières énergies possibles de l'atome d'hydrogène en fonction de cette énergie fondamentale. 4)Sur le diagramme, tracé à l'échelle 1cm = 1eV, donné en annexe, 4a)nommez tous les niveaux d'énergie représentés 4b)indiquez les transitions énergétiques correspondant aux longueurs d'ondedu tableau.Justifiez votre réponse sans faire de calcul. On notera Eph il'énergie du photonλi 5)Donner l'expression de la longueur d'onde limite maximale de la série de Lyman. 6)On veut observer le spectre d'une étoile. 6a)Donner le schéma simplifié du montage. 6b)Dans le spectre obtenu ( raies noires sur fond coloré), on observe des raies presque identiques à celles de l'hydrogène, mais décalées vers le rouge. Quels renseignements nous donnent ces observations ? EXERCICE 2 copie n°2 A)Étude d'un électron caractérisé par n = 3. A1)Quelle est la signification de n ? A2)Sur quelle couche électronique se trouve cet électron ? 9 A3)Cet électron appartient à l'atome hydrogénoïde de noyauBe. Donner la formule de cet atome 4 hydrogénoïde. Exprimerson énergie en fonction de l'énergie fondamentale de H.
A4)les noms des fonctions d'onde susceptibles de représenter cet électron dans l'atome Donner hydrogénoïde précédent. A5) Pourpasser sur le niveau d'énergie - 13,6eV, l'atome doit-il absorber ou émettre un photon? Donner l'expression littérale de sa longueur d'onde. Indiquez les valeurs numériques utilisées pour faire ce calcul. B)Étude des atomes appartenant à la période n = 3 de la classification périodique. B1)Donner les noms des orbitales de la couche de valence utilisées par cesatomes. B2)Écrire la configuration électronique des atomes diamagnétiques de cette période. B3)Combien de métaux se trouvent sur cette période? Donner leur configuration électronique et leur numéro atomique. B4)A quelle famille appartient le métal diamagnétique de la période? B5)On s'intéresse aux 6 derniers éléments de cette période classés par numéro atomique croissant : A SiP S C Ar B5a) Prévoir le sens de l'évolution de l'énergie d'ionisation quand on parcourt la période de gauche à droite, en justifiant par une comparaison des charges nucléaires effectives. L'énergie de première ionisation varie-t-elle réellement comme prévu ? si non indiquez la (ou les) anomalie(s). Attribuer aux différents atomes les valeurs des énergies d'ionisation données ci-dessous : EI en eV:6 8,2 10,4 11 13 15,8 B5b) Donner la configuration des ions les plus stables donnés par P, S, Cet Ar . Comment peut-on les qualifier? Comparer leurs rayons. C)On considère les atomes de la quatrième période de la classification périodique. C1)Un atome de cette période possède 2 électrons de valence caractérisés par n = 3. Donner la configuration électronique de cet atome et son numéro atomique. Préciser les nombres quantiques décrivant ces deux électrons de valence. Sur quelle colonne se trouve cet atome? C2)Le premier élément de cette période, le potassium, peut être dosé par une méthode spectroscopique. C2a)Quel est le nom de la méthode ? C2b)Pour réaliser ce dosage, on doit effectuer une courbe d'étalonnage. Quelle est l'allure de cette courbe? Dans quel domaine de concentrations est-elle utilisable ? C2c)Quel est le rôle du brûleur ? Données -34 23-1 8-1 -19 h= 6.63×10 J.sNA= 6.02×10 molc = 3×10 m.se = 1.6×10 C
NOM et Prénom :groupe : exercice 1 : Feuille annexe à rendre avec la copie n°1 E (eV)  0 nomλ1λ2λ3λ4λ5λ6λ7λ8 longueur d'onde en nm97.3 102.6121.6 410.2 434.0 486.1 656.3 954.6 transition
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