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(Corrigé en-dessous de l'énoncé)
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3éme
- DST DE CHIMIE - 1h00
Calculatrices autorisées
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23
septembre 2003
1) Décrivez les différentes modèles de l'atome
2) Faire les exercices 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ci-dessous
· 1
Symboles d'atomes.
Quels sont les symboles des atomes de fer, cuivre, aluminium et zinc?
· 2
Dimension des atomes.
Recopiez et choisissez la bonne réponse :
a) Les atomes ont des dimensions de l'ordre de : 1 cm/1 mm/1 nm.
b) 1 nm = 10-3 / 10-6 / 10-9 m .
· 3
Rayon et masse des atomes.
Recopiez et choisissez la bonne réponse :
a) Le rayon des atomes des métaux usuels vaut environ : 10-3
/ 10-6 / 10-9/ 10-12 mètre.
b) La masse d'un atome des métaux usuels est de l'ordre de: 10-5
/ 10-9 / 10-26 / 1026 kg
· 4
Quelle est la longueur correspondant à un million d'atomes de cuivre
de diamètre 0,26 nm, placés côte à côte
?
· 5
Une feuille d'aluminium de 0,015 mm d'épaisseur. Chaque atome est
représenté par une sphère de 0,3 nm de diamètre.
Combien y a-t-il d'atomes d'aluminium dans cette épaisseur en supposant
qu'ils soient disposés les uns sur les autres ?
· 6
Le rayon atomique de l'atome d'aluminium vaut 1,18 x 10-10 m, celui de
l'atome de zinc vaut 125 x 10-12 m ; celui de l'atome d'étain est
de 14,1 x 10-8 mm.
a) Exprimez ces rayons atomiques en nanomètre.
b) Classez ces trois atomes par volume croissant.
· 7
Masse des atomes
Un atome de cuivre a une masse de 10-25 kg.
Combien y a-t-il d'atomes dans :
a) un kilogramme de cuivre?
b) un gramme de cuivre ?
· 8
Les masses des atomes d'aluminium, de cuivre et d'étain valent
respectivement 4,48 x 10-26 kg, 1,05 x 10-22 g et 19,71 x
10-20 mg.
a) Exprimez ces masses atomiques avec la même unité de masse.
b) Classez ces masses par ordre croissant.
· 9
Composition des oxydes.
a) Dans l'oxyde de fer III (Fe203), quel est le nombre d'atomes de chacun
des deux types ?
b) Quel est le nombre d'atomes respectifs de chaque type pour 100 atomes
composant l'oxyde?
CORRECTION
Barème
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10 |
1ère partie :
| Dalton |
1803 |
modèle de la sphère |
simple sphère |
schéma |
| Thomson |
1902 |
modèle fourré aux électrons |
sphère positive fourrée de petits électrons
négatifs |
schéma
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| Rutherford |
1911 |
modèle planétaire |
les électrons tournent autour d'un noyau, sur
un plan, comme des planètes autour d'un soleil |
schéma
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| Bohr |
1913 |
modèle quantique |
l'orbite des électrons décrit une sphère de
rotation |
schéma
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| de Broglie |
1924 |
modèle probabiliste |
chaque électrons est représenté par un nuage
de points autour du noyau ; chaque point étant la
probabilité de présence de l'électron. |
schéma
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| 1 |
2ème partie :
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-
a) Les atomes ont des dimensions de l'ordre de : 1 nm.
b) 1 nm = 10-9 m .
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| 1 |
-
a) Le rayon des atomes des métaux usuels vaut environ :
10-9 mètre.
b) La masse d'un atome des métaux usuels est de l'ordre de
: 10-26 kg
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| 1 |
- Longueur correspondant à un million d'atomes de cuivre
de diamètre 0,26 nm, placés côte à côte
:
l = dimension d'un atome x nombre d'atomes
l = 0,26 nm x 106
= 0,26 mm
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| 1 |
-
Combien y a-t-il d'atomes d'aluminium
de 0,3 nm de diamètre dans 0,015 mm d'épaisseur :
le nombre d'atomes n est donné par la relation :
n = épaisseur totale / épaisseur d'un seul
n = 0,015 mm / 0,3 nm
Il faut que les unités correspondent ; mettons tout en mètres
par exemple :
n = 0,015 x 10-3 / 0,3 x 10-9
n = 15 x 10-3 x 10-3
/ 3 x 10-10
n = (15 / 3 ) x 10-3 x 10-3 x
1010
n = 5 x 104 = 50 000
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1,5
1
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-
Le rayon atomique de l'atome d'aluminium vaut 1,18 x 10-10 m, celui de
l'atome de zinc vaut 125 x 10-12 m ; celui de l'atome d'étain est
de 14,1 x 10-8 mm.
a) Exprimez ces rayons atomiques en nanomètre.
Aluminium :1,18 x 10-10
m = 1,18 x 10-10 x 109 nm = 1,18 x 10-1
nm
Zinc :125 x 10-12 m = 125 x 10-12 x 109
nm = 1,25 x 102 x 10-12 x 109 nm
= 1,25 x 10-1 nm
Étain : 14,1 x 10-8 mm = 14,1 x 10-8
x 106 nm = 1,41 x 10 x 10-8 x 106
nm = 1,41 x 10-1 nm
b) Classez ces trois atomes par volume croissant.
L'atome ayant le plus grand rayon a le plus grand volume...
aluminium < zinc < étain
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1,5
1 |
-
Masse des atomes
a) Nombre d'atomes dans un kilogramme de cuivre :
nombre d'atomes = masse totale / masse d'un seul
n = 1 kg / (1 x 10-25)
kg
Les unités correspondent ; on peut faire l'opération :
n = 1 x 1025
b) Nombre d'atomes dans
un gramme de cuivre :
Il y en a 1000 fois moins soit n = 1 x 1025 /
1000
n = 1 x 1022
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1,5
1
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-
Les masses des atomes d'aluminium, de cuivre et d'étain valent
respectivement 4,48 x 10-26 kg, 1,05 x 10-22 g et 19,71 x
10-20 mg.
a) Exprimez ces masses atomiques avec la même unité de masse.
Exprimons tout en g :
masse de l’aluminium : 4,48 x 10-26 kg = 4,48 x 10-23
g
masse du cuivre : 1,105 x 10-22
g
masse de l’étain : 19,71 x 10-20
mg = 1,971 x 10-19
mg = 1,971 x 10-19
x 10-3 kg =
1,971 x 10-22
kg
b) Classez ces masses par ordre croissant.
4,48 x 10-26
kg < 1,971 x 10-25
kg< 1,105 x 10-25
kg
aluminium < cuivre < étain
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