SERIE 4 CHIMIE 1 ST .pdf

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Université Saad Dahlab de Blida

2017- 2018

Faculté des sciences département ST
SERIE N° 4
EXERCICE 1*
Toute surface métallique frappée par un rayonnement de fréquence (  ) suffisamment éleveé émet
des électrons : c’est l’effet photoélectrique.
1) Ecrire le principe de conservation de l’energie . On notera 0 le seuil photoélectrique ,
valeur en dessous de la quelle aucun électron n’est arraché.
2) Dans une expérience, une plaque métallique d’aluminium est éclairée successivement par
des rayonnements de longueur d’onde : λ1 = 2534.8 Å, λ 2=2967.35 Å. On annule dans les
deux cas le courant photoélectrique en appliquant les potentiels retardateurs V1= 1,885V et
V2=1,172V. En déduire la valeur de la constante de planck.
3) On éclaire la couche métallique (Zn) d’une cellule photoélectrique avec une radiation de
longueur d'onde =2653,66 Å. On observe que le courant devient nul pour une valeur du
potentiel retardateur de V= 1,568V. En déduire la valeur de la fréquence de seuil
d’excitation et la longueur d’onde correspondante.
Donnée : e = 1,6 10-19C

EXERCICE 2*
1) A partir de la relation d’Einstein E=mc2, retrouver l’hypothèse de dualité onde-corpuscule
de Débroglie.
2) A partir de cette hypothèse, retrouver la notion de quantification utilisée par Bohr dans le
modèle atomique.
3) Calculer la longueur d’onde associée à chacun des systèmes matériels suivants :
a) Véhicule de masse 10 tonnes roulant à une vitesse de 100 Km/h.
b) Une balle de fusil de masse 10g et de vitesse 750 m/s.
c) Un proton accéléré par une ddp de 100 V dans un vide poussé.
d) Un électron d’énergie cinétique égale à 79,5 10-19 J.
Données : me = 9,109 10-31Kg, mp=1,673 10-27Kg, h=6,625 10-34 J.s, e = 1,6 10-19C

EXERCICE 3*
Déterminer l’erreur sur la vitesse d’un électron tournant autour du noyau sachant que sa
position est connue à 0,5 Å prés. Même question pour une voiture de 1500Kg roulant à 120 Km/h et
dont la position est connue à 10 m prés.
EXERCICE 4
1)
2)
3)
4)
n =2
n =2
n =2
n =1
n =4
n =0

Définir les nombres quantiques et préciser leurs valeurs.
Que représentent les ensembles suivants (n,l m) et (n,l,m,s).
Quel est le nombre maximum d’électrons que peut contenir un niveau énergétique n.
On considère les séries suivantes de nombres quantiques dont chacune caractérise un électron.
l=0
m=0
s=-1/2
l=1
m=1
s=-1
l=2
m=0
s=-+1/2
l=0
m=1
s=+1/2
l=1
m=-1
s=-1/2
l=0
m=0
s=+1/2
Préciser les cas possibles ou non. Expliquer

5)
Donner les nombres quantiques possibles de l’électron de l’atome H dans son deuxième état
excité.

EXERCICE 5*
On considère les nombres quantiques des électrons suivants :
A(2, 0,0,+1/2), B(2, 1,0,-1/2), C(3, 1,0,+1/2),D(3, 1,1,+1/2),E (3, 2,2,-1/2),F(4, 3,3,+1/2) ,G(4, 3,2,1/2).
a) Identifier les orbitales atomiques auxquelles ils appartiennent.
b) Classez les électrons par ordre d’énergie croissante
c) Si on considère ces électrons comme étant chacun le dernier d’un élément, donner la
configuration électronique et le numéro atomique de chacun de ces éléments
EXERCICE 6*
Soient les éléments suivants : 8O, 9F, 15P, 22Ti et 33As
1. Donner la structure électronique de chaque élément dans son état fondamental.
2. Situer chacun d’eux dans le tableau périodique (période, groupe et sous groupe).
3. Parmi ces éléments donner, en le justifiant l’élément de plus grande énergie de première
ionisation. Quel ion (stable) donne t-il cet élément ?
4. Classer par ordre d’électronégativité croissante ; les éléments proposés ci-dessus
EXERCICE 7
1-Quel est le nombre des électrons de valence du vanadium 23V et de l’Aluminium 13Al
2-Donner les quatre nombres quantiques de ces électrons de valence
3-Donner le numéro atomique de l’élément appartenant à la période de 23V et au groupe de
EXERCICE 8
On considère les éléments suivants : 10Ne, 14Si, 17Cl, 22Ti, 38Sr et

13Al

55Cs

1-Donner pour chaque élément sa configuration électronique, sa période, son groupe, et sa nature.
2-Donner les nombres quantiques des électrons célibataires de Cs et de Cl.
3-Attribuer à chaque élément son rayon atomique, son énergie d’ionisation ainsi que son
électronégativité parmi les valeurs suivantes :
Rayon atomique (A°) :

0.72

Energie d’ionisation (Kcal.mol-1) : 90
Electronégativité :

O.7

0.99

1.17

1.32

1.91

2.35

131

158

188

300

497

1.5

1.8

1

2.8

EXERCICE 9*
On considère les éléments de la classification périodique
Elément
A
B
C
D
E
F

Information
Elément le plus électronégatif du tableau périodique
Il a un seul électron célibataire caractérisé par (5,0,0,1/2)
Appartient au sous groupe B, peut donner un ion stable C+ et appartient à la période de l’élément D

Elément de la 5éme période dont l’ion stable est D2+
Donne E3+ , n’est pas un ion de transition et appartient à la période de 19K
Elément de n=3,ne donnant pas d’ion stable et n’est pas un gaz rare

a) Donner sous forme d’un tableau et pour chaque élément : la configuration électronique, la
période, le groupe, le sous groupe et l’ion stable.
b) Classer les éléments précédents par ordre croissant de rayons atomiques et d’électronégativité.



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