examen session normal 07 janvier 2016 def .pdf


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UNIVERSITE IBN ZOHR, CAMPUS UNIVERSITAIRE D’AIT MELLOUL

A.U. 2015-2016

Ait Melloul le: …………...

Nom :…………………………………………………..

Filière :……………………

Prénom :……………………………………………….

Module: M3 Atomistique

C.I.N: ………………..Code apogée:………………….

I.

Note/20

Examen d’atomistique / Session normale
(Durée : 1H 30mn)
14
Radioactivité du C (4 points)
14

16

1. Donner la composition des éléments suivants : 126C , 146C , 7 N et 8 O
Elément
Nombre d’électrons
Nombre de protons
Nombre de neutrons
………………………... ………………………... ………………………... ………………………...
………………………... ………………………... ………………………... ………………………...
………………………... ………………………... ………………………... ………………………...
………………………... ………………………... ………………………... ………………………...
2. En justifiant votre réponse, indiquez ceux qui sont des :
a) isotopes : ……………………………………………………………………………………….
b) isotones : ……………………………………………………………………………………….
c) isobares : ……………………………………………………………………………………….
3. Le carbone 14C est un noyau radioactif émetteur–. Écrire l’équation de la réaction nucléaire
correspondante:………………………………………………………………………………………………
4. Sachant que la masse réelle du 14C est m=2,32584x10–26Kg, calculer en électron volts, l’énergie de liaison
du 14C En déduire l’énergie de liaison par nucléon. (1eV=1.602x10–19 Joules)
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
Données : m(proton)= 1.67265x10–27 Kg, m(neutron)= 1.67495x10–27 Kg, m(électron)= 9.10953x10–31kg.
II.

Datation par le carbone 14C (6 points)

En 2001, l’analyse de 32.54 g d’un échantillon d’une plante prélevée juste après un séisme a montré qu’elle
contient 10 % de carbone et seul 0.05 % du carbone est sous forme de 14C .
1. Donner la définition du temps de demi-vie d’un échantillon radioactif et exprimer le en fonction de la
constante de désintégration λ.
…………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
2. Calculer le nombre moyen de noyaux 14C présents dans cette plante.
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
3. Calculer l’activité A(t) de cet échantillon.
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………

UNIVERSITE IBN ZOHR, CAMPUS UNIVERSITAIRE D’AIT MELLOUL

A.U. 2015-2016

4. Calculer l’âge de l’échantillon et en déduire l’année au cours de laquelle a eu lieu le séisme.
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
Données: Célérité de la lumière dans le vide : c=2.998x108 m/s. Temps de demi vie : t1/2 =5,70x103 ans. Activité à
temps t=0 : A0=95.76 x107 Bq.
III.
Atome d’hydrogénoïde (6 points)
1- Qu’est ce qu’un hydrogénoïde ? …………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
2- L’électron d’un hydrogénoïde ZA X q  excité se trouve au niveau n=4 dont l’énergie E4 = –E0. Exprimer l’énergie
En en fonction de Z, n et E0. Calculer Z et en déduire de quel hydrogénoïde s’agit-il ?
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
3- a. Définir l’énergie d’ionisation EI. ………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
3. b. Calculer EI de cet hydrogénoïde ? …………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………
4. Préciser les transitions possibles (ni
nf) lors du retour de cet électron à l’état fondamental ? ………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………
5. A l’une de ces transitions correspond une petite longueur d’onde, laquelle ? Justifier votre réponse.
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………….
L’électron de cet hydrogénoïde peut être décrit par une fonction d’onde Ψn,l,ml. Donner toute les fonctions
d’onde (états quantiques) qui peuvent décrire cet électron lorsqu’il est au niveau n=4.
………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………….
Données: E0 = 13,6 eV ; h = 6,626.10-34 J.s ; c = 3.108 m/s ; 1eV = 1,602x10–19 J.
6.

IV.
Tableau périodique (4 points)
I. On donne les quatre éléments suivants : Na (Z=11), Al (Z=13), Cl (Z=17) et Ar (Z=18).
1. Donner leurs structures électroniques ainsi que le remplissage des cases quantiques de leur dernière couche.
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………......................................................................................................................................................................
2. Qu’ont-ils tous de commun ?……………………………………………………………………………………
II. Un élément appartient à la colonne 12 et à la période 4 du tableau périodique.
1. Donner son numéro atomique et sa configuration électronique complète. ……………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………….........
2. Préciser la couche de valence et le nombre des électrons de valence. Donner le nom de cet élément.
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………


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