Structure de la matière 2004 Tronc Commun INSA Rouen

Premier Cycle Chimie

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Examen du Supérieur INSA Rouen. Sujet de Structure de la matière 2004. Retrouvez le corrigé Structure de la matière 2004 sur Bankexam.fr.

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• 2004

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• Publié par: bankexam
• Publié le: 15 février 2008
• Nombre de lectures: 43
• Langue: Français

Extrait

I.N.S.A. 1

Samedi 20 novembre 2004

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 (

min)

1)

On considère un « atome X » dont on donne ci-dessous les 6 premiers niveaux d’énergie.

-13,6

-19,6

-30,6

-54,4

- 122,4

-489,6

1a)

Quelle est l’énergie de l’état fondamental

?

1b)

Montrer qu’il s’agit d’un hydrogénoïde. Lequel ?

1c)

Donner l’allure du diagramme des énergies de cet atome.

2)

On donne ci-dessous un extrait (1 seule série) du spectre de cet atome hydrogénoïde. Il s’agit de raies

noires sur fond coloré. Les longueurs d’onde et les énergies des photons correspondant aux raies

observées sont indiquées.

2a)

De quel type de spectre s’agit-il ?

2b)

Dans quel domaine électromagnétique se situe-t-il ?

2c)

De quelle série s’agit-il

?

2d)

Expliquer la provenance de la raie

B

. Donner pour chaque longueur d’onde la transition

énergétique effectuée par l’atome hydrogénoïde

.

Représenter chaque transition suer le diagramme.

3)

Donner l’expression permettant de calculer la longueur d’onde du photon émis lorsque l’atome passe

de l’énergie E

6

à l’énergie de l’état fondamental. Ne pas faire le calcul, mais donner l’expression

numérique qu’il faut entrer dans la calculatrice pour obtenir la longueur d’onde en m

4)

Nommer les fonctions d’onde qui peuvent décrire l’état de cet atome hydrogénoïde lorsque son énergie

est E

4

.

Données :

Elément

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Z

3

4

5

6

7

8

9

10

e = 1,60.10

-19

C

c = 3,00.10

8

m.s

-1

h = 6,63.10

-34

J.s

N

A

= 6,02.10

23

mol

-1

λ

en nm

λ

A

λ

B

λ

C

λ

D

λ

mini

18,27

13,53

12,08

11,42

10,15

E

photon

(en eV)

68,0

91,8

102,8

108,8

122,4

EXERCICE 2 à rendre sur la copie n°2 (

min)

1)

Le radon, de symbole chimique Rn, a pour numéro atomique Z = 86. Donner sa configuration

électronique à l’état fondamental.

2)

Compléter le tableau donné en annexe et le joindre à la copie. Dans la dernière colonne, donner la

configuration électronique sous la forme : [gaz noble]…… et souligner les électrons de valence.

On donne ci-dessous la liste des gaz nobles :

gaz noble

Hélium

Néon

Argon

Krypton

Xénon

Radon

symbole

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

Z

2

10

18

36

54

86

3)

Questions complémentaires concernant les atomes de la question précédente.

3a)

Le protactinium de symbole Pa est-il un métal ? un métal de transition ? Justifier les réponses.

3b)

Ecrire les nombres quantiques caractérisant les électrons de valence du protactinium Pa.

3c)

Donner la formule de l’ion le plus stable formé par l’indium In. Justifier la réponse.

4)

L’atome de numéro atomique Z = 111 vient de recevoir un nom : le roentgenium et un symbole

chimique : Rg.

4a)

Prévoir sa configuration électronique en utilisant la notation [Rn]…..

4b)

Donner sa position dans le tableau périodique.