D.S.3 du 23/11/10

 

1. Nombre de particules dans les atomes ou les noyaux suivants :

 

	atome `{::}_6^12`C	atome `{::}_8^18`O	noyau `{::}_13^27`Al	noyau `{::}_19^39`K
protons	6	8	13	19
neutrons	6	10	14	20
nucléons	12	18	27	39
électrons	6	8	0	0

 

 

2. Nombre d'électrons et structure électronique :

 

	atome `{::}_6^12`C	atome `{::}_8^18`O	atome `{::}_13^27`Al	atome `{::}_19^39`K
électrons	6	8	13	19
structure électronique	(K)2 (L)4	(K)2 (L)6	(K)2 (L)8 (M)3	(K)2 (L)8 (M)8 (N)1

 

 

3.a. La masse M d'un atome d'aluminium est : . . M = Z . m_p + (A - Z) . m_n + Z . m_e

. . . . . . . D'où : . . M = 13 m_p + 14 m_n + 13 m_e

 

3.b. La masse approchée M' d'un atome d'aluminium est : . . M' = Z . m_p + (A - Z) . m_n = A . m_p

. . . . . . . D'où : . . M' = 27 m_p

 

3.c. La masse d'un proton est égale à celle d'un neutron : . . m_p = m_n

La masse d'un électron est négligeable (2000 fois plus petite) devant celle d'un proton : . . m_e < m_p

 

3.d. Calcul de la masse approchée M' d'un atome d'aluminium : . . M' = A . m_p

. . . . . . . A.N. : . . M' = 27 . 1,67 . 10^-27 = 4,51 . 10^-26 kg.

 

3.e. Nombre d'atomes présents dans 25 g d'aluminium : . . N = `m/(M')`

. . . . . . . A.N. : . . N = `(25 * 10^-3)/(4,51 * 10^-26)` = 5,5 . 10²³ atomes.

 

 

4.a. Nombre de protons présents dans le noyau : . . Z = `q/e`

. . . . . . . A.N. : . . Z = `(1,76 * 10^-18)/(1,6 * 10^-19)` = 11.

 

4.b. Le nombre d'électrons présents dans un atome et le nombre de protons présents dans son noyau sont égaux au numéro atomique Z de cet atome. L'atome contient donc 11 électrons.

 

4.c. Sachant que Z = 11, il ne peut s'agir que de l'atome de sodium : . . `{::}_11^23`Na.

 

4.d. La charge totale d'un atome est nulle, car il y a autant d'électrons et de protons dans un atome.