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Université A. MIRA- Béjaïa Faculté de Technologie Département ST, 1ère Année

Dimanche 13 février 2011

EXAMEN DE CHIMIE 1
Exercice N°1 (04 Pts) La masse atomique de 57 Fe est de 56,9354 uma, et celle de 235 U est de 235.6439 uma. 26 92 a/ Calculer l’énergie de cohésion par noyau, pour chaque nucléïde, en joules et en MeV. b/ Quel est le noyau le plus stable ? On donne en uma : masse d’unproton : mp = 1,0078 ; masse d’un neutron : mn = 1,0087. Exercice N°2 : (06 Pts) L’atome d’hydrogène se trouvant dans son état fondamental est excité par une décharge électrique. L’électron de cet atome subit alors une transition au niveau d’énergie nj = 9. 1- Calculer l’énergie absorbée par cet atome en eV et la fréquence correspondante. 2- L’électron excité se stabilise en subissant une transitiondu niveau nj à un niveau inférieur ni. Cette transition s’accompagne d’une émission d’énergie, égale à 1,34 eV, sous forme d’une raie lumineuse. a/ Déterminer la valeur de ni; b) A quelle série cette raie appartiennent-elle ? c/ Représenter les différentes transitions sur un diagramme d’énergie. On donne : RH = 1,097.10+7 m-1 ; h = 6,62 x 10-34 J.s ; c = 3 x 10+8 m/s ; 1 eV = 1,6 x 10-19 JExercice N°3 : (08 Pts) I/ On donne la fonction d’onde suivante pour l’atome d’hydrogène :
Ψ2,0,0 = 1 4 2π (2 − r )e 2
−r

1- Quelle orbitale atomique décrit-elle ? 2- Que représente le terme 4Πr2Ψ2(r) ? II/ La famille du bore B (Z=5) comporte dans l’ordre les éléments suivants : B ; Al ; Ga ; In. 1. Donner la configuration électronique : a) de B, Al, Ga et In à l’état fondamental. b) d’un élémentX, sachant qu’il appartient à la même période que celle de l’aluminium et au groupe chimique IA. c) d’un élément Y, sachant qu’il appartient à la même période que celle de l’aluminium et au groupe chimique VIIA. 2. A quelles familles appartiennent les éléments X et Y ? 3. Comment varie l’énergie d’ionisation des éléments de la famille du bore ? 4. Comparer les énergies d’ionisation des éléments Al,X et Y. Exercice N°4 : (02 Pts) La molécule KCl à l’état gazeux présente un moment dipolaire de 10 Debyes. La distance entre les noyaux est de 2,57. 10-8 cm. 1/ Calculer son pourcentage de caractère ionique. 2/ Quelle est la nature de la liaison? Données : 1 D = 3,3.10-30 C.m Bon courage !

SOLUTION DE L’EXAMEN DE CHIMIE 1
Exercice N°1 (4 pts) a/ Calcul de l’énergie de cohésion de Fe. Ecoh=∆mC2 (0,25) avec ∆m=(mp*26+mn*31)-mth noyau (0,25) (0,5) (0,25)

= (1.0078*26+1.0087*31)-56.935 = 0.5371 u.m.a Ecoh=0.5371*1.66 10-27 *9*1016 = 8.024 10-11 J/noyau En MeV ; 1MeV Ecoh 1.6 10-13 J 8.024 10-11 J

Ecoh = 5.015 102 MeV/noyau

(0,25)

Calcul de l’énergie de cohésion de U Ecoh=∆m C2 avec ∆m=(mp*92+mn*143)-mth noyau (0,25) (0,25) (0,25)

= (1.0078*92+1.0087*143)-235.6439 = 1.3178u.m.a Ecoh=1.3178*1.66 10-27 *9*1016 = 19.6879 10-11 J/noyau. En MeV ; 1MeV Ecoh 1.6 10-13 J 19.6879 10-11 J

Ecoh = 12.3049 102 MeV/noyau

(0,25)

b/ Le noyau le plus stable est celui qui possède l’énergie de cohésion par nucléon la plus élevée. Ecoh/nucléon ( Fe) =5.015 102/57= 8.798 Mev/nucléon Ecoh/nucléon (U) =12.3049 102/235= 5.2361 Mev/nucléon (0,5) (0,5)

Ecoh/nucléon (Fe) estsupérieure à Ecoh/nucléon (U) donc le noyau Fe est plus stable que le noyau U. (0,5) Exercice N°2 (6 pts) 1- Energie absorbée par l’atome d’hydrogène L’électron subit une transition du niveau fondamental au niveau d’énergie nj=9 ∆E = Enj – Eni = RH h c ∆E = La fréquence est liée à l’énergie par la relation suivante : ∆E = hν (0,5) (0,5) (0,5)

(0,5) 2- L’électron subit une transition du niveau nj=9à un niveau inférieur ni. L’énergie correspondante est à 1,43 eV.

a)
λ= hc = 922,43 nm ∆Ε

(0,5)

1 1 1 = RH ( 2 − 2 ) λ ni n j

(0,5)

ce qui implique que ni = 3 (0,5)

(0,5)

b) cette raie appartient à la série de Paschen. c) Diagramme des différentes transitions
Energie (eV)

-0.17

n =9

(2 pt)
-1.51 -3.4 -13.6 n =3 n =2 n =1

Exercice N°3 (8 pts) I/ 1/La fonction...
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