Pour avoir la solution des exercices suivants, il vous suffit de passer la souris sur "Réponse".
--- Exercice 1 : Vrai ou faux ? ---
1°) Les atomes sont neutres car ils ont le même nombre de protons et de neutrons.
RéponseFaux : ils sont neutres car ils ont le même nombre de protons et
d'électrons.
2°) Un ion est formé lorsqu'un atome perd ou gagne des protons.
RéponseFaux : un ion est formé lorsqu'un atome perd ou gagne des électrons
3°) Les ions positifs ont plus de protons que d'électrons.
RéponseVrai (car les protons sont positifs)
4°) L'atome de sodium Na et l'ion sodium Na⁺ ont le même nombre d'électrons.
RéponseFaux : l'ion sodium Na⁺ a perdu un électron (donc il en possède un
de moins que l'atome Na).
5°) L'atome de sodium Na et l'ion sodium Na⁺ ont le même nombre de protons.
RéponseVrai : quand un atome se transforme en ion, le nombre de protons
ne change pas !
6°) Un ion négatif est constitué d'un noyau central chargé négativement, autour duquel tournent des protons.
RéponseArchi faux : un ion négatif est constitué d'un noyau central chargé
positivement, autour duquel tournent des électrons.
--- Exercice 2 (Utilisez la classification périodique de la dernière feuille de cours !) ---
1°) Combien l'atome d'argon Ar possède-t-il de protons, de neutrons et d'électrons ?
RéponseIl possède 18 protons (nombre en bas à gauche), 18 électrons (car il doit être
électriquement neutre) et 22 neutrons (40 - 18).
2°) Combien d'électrons l'ion aluminium Al3+ possède-t-il ?
RéponseOn voit que le numéro atomique de l'aluminium est 13. L'atome d'aluminium
possède donc 13 protons (dans son noyau) et 13 électrons (afin d'être électriquement neutre). L'ion
Al3+ a trois charges positives "en trop", ce qui signifie qu'il a perdu trois électrons : il lui
reste donc 13 - 3 = 10 électrons.
3°) L'ion chrome (III), de formule Cr3+, possède 21 électrons. Combien possède-t-il de protons ?
RéponseL'ion Cr3+ comporte trois charges positives en excès (en trop),
c'est-à-dire qu'il possède trois protons de plus que d'électrons. Il possède donc 21 + 3 = 24 protons.
Vérification : si on fait le bilan des charges électriques, cela donne +24 (les protons) - 21 (les électrons)
= +3 (charges positives en excès). C'est bon !
4°) L'atome de soufre S peut gagner deux électrons pour donner un ion sulfure. Combien l'ion sulfure possède-t-il
délectrons ? Quelle est sa formule ?
RéponseL'atome de soufre possède 16 protons, donc 16 électrons (car l'atome
doit être électriquement neutre). L'ion sulfure possède donc 16 + 2 = 18 électrons (puisqu'il
en a gagné deux).
L'ion sulfure a deux électrons en trop, donc sa formule est : S2-.
5°) Un atome (inconnu pour le moment) perd deux électrons et se transforme en ion. L'ion
ainsi obtenu ne possède plus que 10 électrons.
De quel atome s'agit-il ? Quelle est la formule de l'ion ainsi obtenu ?
RéponseL'atome à l'origine de cet ion possède (avant de les perdre)
10 + 2 = 12 électrons Il possède donc 12 protons (car l'atome est électriquement neutre) :
il s'agit donc de l'atome de magnésium.
L'ion magnésium a perdu deux électrons (deux charges négatives), donc il se retrouve avec deux charges
positives "en trop". Sa formule est donc Mg2+.
--- Exercice 3 : chouette, des puissances de 10 ! ---
1°) On dispose d'un échantillon de 12 g de carbone pur. Sachant qu'un atome de carbone pèse environ
1,99 x 10-23 g, calcule le nombre d'atomes de carbone présents dans cet échantillon.
RéponseNombre N d'atomes de carbone dans l'échantillon :
N = (masse totale de l'échantillon) / (masse d'un atome de carbone)
N = 12 / (1,99 x 10-23)
Mettons de côté les puissances de 10. Cela donne :
N = (12 / 1,99) x (1 / 10-23)
N = (12 / 1,99) x 10+23 (on a fait passer la puissance de 10 au dessus du trait de fraction, ce qui
change son signe)
Soit N = 6,03 x 10+23 atomes.
Vous verrez cela au lycée, ce nombre gigantesque s'appelle une mole.
2°) Le diamètre d'un atome de carbone est d'environ 1,4 x 10-10 m. Quelle longueur obtiendrait-on
en plaçant côte à côte tous les atomes de carbone contenus dans l'échantillon précédent ?
RéponseAppelons L cette longueur. Elle s'obtient en faisant :
L = diamètre d'un atome x nombre d'atomes dans l'échantillon
L = 1,4 x 10-10 m x 6,03 x 10+23
Groupons ensemble les puissances de 10. Cela donne :
L = 1,4 x 6,03 x 10-10 x 10+23
L = 8,44 x 10(+23 - 10) m
L = 8,44 x 1013 m
Divisons par 1000 (on retire donc 3 zéros) pour mettre cette distance en km :
L = 8,44 x 1010 km = 84,4 x 109 km
Soit L = 84,4 milliards de km !
3°) La distance moyenne Terre - Soleil, appelée unité astronomique, vaut 149,6 millions de km. Exprimez
la longueur de la file d'atomes obtenue dans le 2°) en unités astronomiques.
RéponseLongueur L exprimée en unités astronomiques :
On fait : longueur de la file d'atomes / distance Terre - Soleil, soit :
84,4 milliards de km / 149,6 millions de km = 564
Cette file d'atome s'étend donc sur près de 564 unités astronomiques, soit 564 fois la distance Terre - Soleil !