DS_liais_chim_2avr10_sujet_vf.

« DS_liais_chim_2avr10_sujet_vf.doc - 2/3 - 3) Donner l'expression numérique de la masse molaire (en g.mol -1) de l’hélium naturel en consi- dérant que la valeur de la masse molaire d’un nucléide (en g.m\ ol-1) est égale à celle de son nombre de masse.

4) On s'intéresse à l'ion hydrogénoïde du nucléide He4 2 .

a) Identifier cet ion.

b) Calculer en eV les énergies E 1 et E 2 des deux premiers niveaux de cet ion et celle de l'état ionisé.

c) Représenter sur un diagramme d’énergie les deux premiers niveaux de cet ion et le niveau de l’état ionisé.

Identifier le niveau de l'état fondamental\ .

Représenter sur ce diagramme une transition énergétique associée à une raie d’émission, une autre associée à u\ ne raie d’absorption et celle correspondant à l’ionisation de l'ion hydrogénoïde initialement dans son état fondamental.

d) Donner l’expression littérale en fonction de E 1 de la longueur d’onde λ i du rayonnement per- mettant l’ionisation de l'ion hydrogénoïde initialement dans son état fondamental.

Donn\ er le nom des deux autres grandeurs qui interviennent dans cette expression.

e) Quelle relation lie la longueur d’onde λ d'une raie du spectre d'émission de l'atome d'hydro- gène à la longueur d’onde λ' d'une raie du spectre d’émission de l'ion l’hydrogénoïde correspondant à la même transition énergétique ? Ex.

3.

Propriétés atomiques 1) Donner la configuration électronique des atomes 22Ti et 29Cu.

2) Quelle est la configuration électronique de la couche de valence de l’élément appartenant à la 3ème période et à la 15 ème colonne ? Nommer cet élément.

3) Parmi les espèces suivantes, Mg, Mg 2+, Al, Al 3+, O et O 2-, lesquelles sont iso-électroniques ? 4) Parmi les combinaisons des nombres quantiques n, A, m et s (aussi noté m s) listées dans le tableau ci-dessous, lesquelles sont permises pour un électron d'un atome ? Da\ ns le cas où la combinaison est permise, désigner la sous-couche à laquelle appart\ ient l'électron.

Dans le cas où la combinaison n'est pas permise, indiquer la raison.

n° de combinaison n A m s 1 1 0 0 1 2 1 1 0 -½ 3 2 1 1 -½ 4 3 0 1 -½ 5) On désire calculer l'énergie de première ionisation E i et l'affinité électronique A e du carbone (Z = 6) en utilisant l'approximation hydrogénoïde de Slater.

a) Ecrire les équations des réactions associées à ces deux grandeurs.

En déduire les expres- sions littérales de E i et A e en fonction des énergies totales E tot des espèces chimiques intervenant dans ces réactions.

b) Etablir les expressions numériques des charges effectives Z * n nécessaires au calcul de E i et de A e (n désigne le nombre quantique principal de la couche de l'électron considéré).

Justifier le fait qu'il n'est pas nécessaire de calculer les charges effectives de tous les é\ lectrons de chaque espèce chimique.

c) Etablir les expressions semi-numériques en eV de E i et de A e.

Dans ces expressions les charges effectives seront notées sous la forme Z* n.

6) Classer les atomes et les ions suivants par taille croissante : S, S 4+, S 2-.

On assimilera la taille au rayon de la couche de valence de l'atome ou de l'ion et on utilisera l'expression du rayon de. »