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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 133 — #141
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Exercices
S’ENTRAÎNER
où e est la charge de l’électron, h la constante de PLANCK, c la vitesse de la lumière et ε o
la permittivité diélectrique du vide. µ est la masse réduite du système et dépend donc de la
nature du noyau.
Calculer les constantes de RYDBERG pour l’hydrogène et le deutérium, et comparer avec les
résultats expérimentaux (on néglige le défaut de masse du noyau de deutérium, c’est-à-dire
que le fait que la masse de celui-ci est légèrement inférieure à la somme des masses d’un
proton et d’un neutron).
Données numériques
• charge élémentaire : e = 1,602 177.10
− 19 C
• permittivité diélectrique du vide : ε o = 8,854 187 82.10 −12 F·m −1
• constante de PLANCK : h = 6,626 18.10 −34 J·s
• masse de l’électron : m e = 9,109 389 7.10 −31 kg
• masse du proton : m p = 1,672 623 1.10 −27 kg
• vitesse de la lumière dans le vide : c = 299 792 458 m·s −1
• charge élémentaire : e = 1,602 177.10 −19 C
2.2 Configuration électronique et classification périodique (##)
Soit l’élément Z = 33.
1. Donner la configuration fondamentale de l’atome.
2. Replacer l’élément dans la classification périodique : colonne et période, bloc, éléments
voisins.
3. Préciser les électrons de cœur et les électrons de valence.
4. Quelle réactivité chimique peut-on attendre d’un tel élément : nombres d’oxydation extremum, formule de l’hydrure, formules des oxydes (oxygène au nombre d’oxydation −II).
5. Montrer que l’utilisation des règles de KLECHKOVSKI permet de retrouver le numéro
atomique de l’élément qui est dans la même colonne et à la période précédente, dans la
même colonne et à la période suivante.
2.3 Configuration électronique et classification périodique (#)
Reprendre les questions 1., 2. et 3. de l’exercice précédent avec Z = 42.
Expérimentalement, la configuration électronique réelle est [Kr]4d 5 5s 1 . Commenter.
Préciser les nombres d’oxydations possibles pour cet élément.
2.4 Configuration électronique et énergie d’ionisation (##)
Le tableau ci-dessous indique les énergies de première ionisation des atomes de béryllium,
bore, magnésium et aluminium.
Élément
Be
B
Mg Al
Numéro atomique Z
4
5
12
13
Énergie d’ionisation / eV 9,3 8,3 7,6 6,0
1. Rappeler l’évolution générale de l’énergie de première ionisation lors d’un déplacement
dans une période.
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S’ENTRAÎNER
où e est la charge de l’électron, h la constante de PLANCK, c la vitesse de la lumière et ε o
la permittivité diélectrique du vide. µ est la masse réduite du système et dépend donc de la
nature du noyau.
Calculer les constantes de RYDBERG pour l’hydrogène et le deutérium, et comparer avec les
résultats expérimentaux (on néglige le défaut de masse du noyau de deutérium, c’est-à-dire
que le fait que la masse de celui-ci est légèrement inférieure à la somme des masses d’un
proton et d’un neutron).
Données numériques
• charge élémentaire : e = 1,602 177.10
− 19 C
• permittivité diélectrique du vide : ε o = 8,854 187 82.10 −12 F·m −1
• constante de PLANCK : h = 6,626 18.10 −34 J·s
• masse de l’électron : m e = 9,109 389 7.10 −31 kg
• masse du proton : m p = 1,672 623 1.10 −27 kg
• vitesse de la lumière dans le vide : c = 299 792 458 m·s −1
• charge élémentaire : e = 1,602 177.10 −19 C
2.2 Configuration électronique et classification périodique (##)
Soit l’élément Z = 33.
1. Donner la configuration fondamentale de l’atome.
2. Replacer l’élément dans la classification périodique : colonne et période, bloc, éléments
voisins.
3. Préciser les électrons de cœur et les électrons de valence.
4. Quelle réactivité chimique peut-on attendre d’un tel élément : nombres d’oxydation extremum, formule de l’hydrure, formules des oxydes (oxygène au nombre d’oxydation −II).
5. Montrer que l’utilisation des règles de KLECHKOVSKI permet de retrouver le numéro
atomique de l’élément qui est dans la même colonne et à la période précédente, dans la
même colonne et à la période suivante.
2.3 Configuration électronique et classification périodique (#)
Reprendre les questions 1., 2. et 3. de l’exercice précédent avec Z = 42.
Expérimentalement, la configuration électronique réelle est [Kr]4d 5 5s 1 . Commenter.
Préciser les nombres d’oxydations possibles pour cet élément.
2.4 Configuration électronique et énergie d’ionisation (##)
Le tableau ci-dessous indique les énergies de première ionisation des atomes de béryllium,
bore, magnésium et aluminium.
Élément
Be
B
Mg Al
Numéro atomique Z
4
5
12
13
Énergie d’ionisation / eV 9,3 8,3 7,6 6,0
1. Rappeler l’évolution générale de l’énergie de première ionisation lors d’un déplacement
dans une période.
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