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Université Saad Dahlab de Blida
Institut d’Aéronautique et des études spatiales

le 18 01 2016
Durée : 1h30

Examen de chimie-1

Exercice-1
I)-La réaction nucléaire : 3H(…,n) 4He , dégage 17,64 MeV.
1) compléter cette réaction.
2) de quel type de réaction nucléaire s’agit il ?
3) calculer la masse atomique de 31H ?
II)

a) Le tritium ( 31H ) est radioactif , écrire sa réaction de désintégration.
b) On mesure l’activité d’un échantillon de 31H ,
à l’instant t1 = 1 an , l’activité mesurée est 3.378 108 Bq
à l’instant t2= 5 ans, l’activité mesurée est 2.696 108 Bq.
1)
2)
3)
4)

calculer la constante radioactive du tritium ?
déduire sa période.
calculer l’activité initiale de cet échantillon ?
calculer la masse initiale de cet échantillon ?

données : 1 MeV = 1.6 10-13 J , N=6.022 1023 ,
espéce
masse (uma)

1 uma = 931.5 MeV/c2 ,

2
1H

4
2He

1
0n

2.01410

4.00260

1.00867

1 Bq= 1 dps

Exercice-2
1) La théorie de Bohr est limitée, pourquoi ?
2) Un atome d’hydrogène initialement à l’état fondamental absorbe un photon de
13.056 eV et par la suite émet un photon de 0.306 eV,
Sur quel niveau n se trouve l’électron ?
3) À partir du niveau n, l’électron revient à l’état fondamental.
a) combien de raies peuvent êtres émises ? les énumérer.
b) calculer la longueur d’onde ( λ1 ) de la raie d’énergie minimale ?
À quelle série appartient elle ?
c) calculer la longueur d’onde ( λ2 ) de la raie d’énergie maximale ?
d) À quelle série elle appartient ?
e) donner la relation entre λ1 et λ2.
données :

EH = -13.6 eV , RH = 1.1 107 m-1

Exercice-3 :

On considère les éléments de la classification périodique

élément
A
B
C

informations
élément le moins électronégatif du tableau périodique
élément de transition possédant un seul électron célibataire (4,0,0,1/2)
élément de transition de la 5eme période pouvant donner 6 électrons
célibataires
a la même période que 30Zn et le même groupe que 9F
le 3eme gaz rare
appartient à la 4eme période et au sous groupe B, son diagramme de Lewis
est IF :

D
E
F

a) donner sous forme d’un tableau et pour chaque élément :
La configuration électronique, la période, le groupe et sous groupe et l’ion stable.
b) classer les éléments précédents par ordre croissant de :
Rayons atomiques et d’électronégativités.
Exercice-4
a) Donner le diagramme de Lewis des molécules et ions moléculaires suivants :
NO2+

BrClF2
b)

CCl3-

N2H2O2F2

, SF4

CO2 est non polaire alors que SO2 est polaire , expliquer.

c) le moment dipolaire de SO2 est égal a 1.633 D et l’angle de OSO=1190 ,
Calculer le moment dipolaire de SO et le caractère ionique partiel de cette liaison
sachant que dS—O = 1.43 Å.
d) pour chaque molécule ou ion moléculaire :
Donner :
1) la forme de Gillespie de l’atome central.
2) l’hybridation de l’atome central.
3) la géométrie de la molécule et l’angle de liaison.
e) On éclaire une surface d’aluminium avec une lumière de longueur d’onde
λ=253.48 nm, des électrons sont émis avec une énergie cinétique de 1,885 eV.
1) calculer l’énergie d’extraction (énergie seuil) de l’aluminium en eV ?
2) calculer la longueur d’onde seuil de l’aluminium ?
3) on éclaire l’aluminium avec une lumière dont les longueurs d’onde sont situées dans le
domaine du visible, observe t’on l’effet photoélectrique ? expliquer
note : les questions ( d) et ( e )
données :

1H

,

6C

,

7N

,

1D= 3.33 10-30 c.m ,

8O

,

9F

,

sont au choix de l’étudiant.
16S

,

e= 1.6 10-19 C

17Cl

,

35Br

,

1 eV= 1.6 10-19 J ,

1 nm = 10 Å = 10-9 m

Corrigé de l’examen de chimie-1 Aéro du 18 01 2016-01-16

Exercice-1
3H(d,n) 4He

1) la réaction est :



:

3 H
1

+ 21H

4

2He

+

0

1n

2) il s’agit d’une réaction de fusion nucléaire
3) on sait que ΔE = IΔmI.931.5 (MeV)

Δm = m (42He +

avec

0

1n)

d’où Δm = - 0.01893 uma

– m ( 31H + 21H )

D’ou:

m (31H) = m (42He +

AN:

m ( 31H ) = 3.0161 uma

0

1n)

– m( 21H ) –Δm

La réaction de désintégration du tritium est

3

3

1H

2He

+

1) on a A1/A2 = eλ(t2-t1)

0

(la désintégration est de type β- car n>p )

-1e

AN : λ=0.05638 an-1

d’où λ=ln(A1/A2)/ (t2 – t2)

2) la période T1/2 = ln2/λ

= 12.3 ans.

l’activité initiale

A0 =A1eλt1 = A2eλt2

La masse initiale

on sait que A0 = λN0 = (ln2/T1/2 )[m0N/M]

AN :

m0 = 1 μg = 10-6 g

d’où

A0 = 3.574 108 Bq

Exercice-2 :
1) Le modèle de Bohr est limité car il ne peut traiter que les espèces possédant un seul
électron comme l’hydrogène et les ions hydrogénoides.
n2=5
2) le niveau atteint après l’absorption :

ΔE2

ΔE1 = En2 – En1 = EH/n22 – EH/n12

ΔE1

d’où n22 = EH/(ΔE1 +EH)

AN :

n 2= 5

n1=1

Après l’émission : ΔE2 = En – En2 = EH/n2 – EH/n22 = - 0.306 eV (émission)
d’où n2 = EH/(ΔE1 +EH /n22 )

AN : n=4

a) à partir du niveau n=4 ,

6 raies peuvent êtres émises a savoir:

3)

(4 →3 ),

(4 →2 ) ,

(4 →1 ) , (3 →2 ) ,

(3 →1 ),

b) la raie d’énergie minimale correspond à la transition
sa longueur d’onde peut être calculée par

(2 →1 )
(4 →3 )

1/λ = RH(1/n12 – 1/n22)

Ce qui nous donne : λ1 = λ43 = 1870 nm ,
Elle appartient à la série de Paschen.

c) la raie d’énergie maximale correspond à la transition

et

(4 →1 )

λ2 = λ41 = 96.96 nm ,

elle appartient à la série de Lyman

d) la relation entre λ1 et λ2 ;

on a

1/λ2 = RH(1 – 1/16) , →

n=4

d’où

1/λ1 = RH(1/9 – 1/16)

1/λ2 - 1/λ1 = ( 8/9) RH

Exercice-3
élément

configuration électronique

période

A
B
C
D
E
F

1
86Rn-7s
1
10
18Ar-4s -3d
2
4
36Kr-5s -4d
2
10
5
18Ar-4s -3d -4p
2
6
10Ne-3s -3p
2
10
2
18Ar-4s -3d -4p

7
4
5
4
3
4

groupe et
sous groupe
IA
IB
VIB
VIIA
VIIIA
IVA

Pour les classer on fait un mini tableau périodique

n
3
4
5
7

IA

VIB

IB

IVA

VIIA

B

F

D

VIIIA
E

C
A

Classement des éléments par :

Rayon atomique croissant :

R(E) < R(D) < R(F) < R(B) <R(C) < R(A)

électronégativités croissantes : χ(A) < χ (C) < χ(B) < χ (F) < χ(D)

(Les gaz rares n’ont pas d’électronégativités)

ion stable
A+
B+
C2+
Dpas d’ion stable
pas d’ion stable

Exercice-4
Diagrammes de Lewis
F
Br—Cl
F

( O=N=O)+ ou

,

( Cl—C—Cl )-

,

( IO

F—O—N—N –O—F

Cl

H H

I N=O)+

F—S—F
F

c) la molécule SO2 est angulaire de la forme AB2
on a μSO2= 2 μSOcos(α/2)
d’où μSO= μSO2 /2 cos(α/2)
AN : μSO = 1.606 D

F

+2δS
-δO

O-δ

CIP (S—O) = (μexp/μth).100 = [(δ.d)/(e.d)].100 = 23.37 %
d)
molécule( ion)
BrClF2
NO2+
CCl3N2O2H2F2
SF4

e) 1) E=E0 + Ec

AXnEm
AX3E2
AX2
AX3E1
AX3E1
AX4E1

d’ou

hybridation
sp3d
sp
sp3
sp3
sp3d

géométrie
en forme de T
linéaire
pyramide à base triangulaire
pyramide à base triangulaire
pyramide à base triangulaire

angle de liaison
900
1800
1090
1090
α=900 β=1200

E0 = E-Ec = hc/λ –Ec = 3.011 eV

2) la longueur d’onde seuil se calcul par

λ0 = hc/E0 = 412.24 nm

3) on peut observer l’effet photoélectrique avec la lumière visible à condition que
λ soit inferieure 412.24 nm qui est la longueur d’onde seuil.


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