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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 136 — #144
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Exercices
CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
4. Écrire l’équation-bilan de la réaction observée. Quel rôle chimique du calcium est ainsi
mis en évidence ?
Donnée : phénolphtaléine
• zone de virage : pH= 8 à 10
• coloration forme acide : incolore ; coloration forme basique : rose
2.10 Le bore (Mines-Ponts) (#)
1. Après avoir énoncé les règles permettant de l’établir, donner la configuration électronique
de l’atome de bore (Z = 5) dans son état fondamental. En déduire les degrés d’oxydation
stables du bore. Dans le tableau suivant sont données quelques propriétés caractéristiques
des éléments de la colonne du bore :
Élément
Rayon
atomique
Énergie de première
ionisation / kJ·mol −1
Électronégativité
de PAULING
B
85
801
2,0
Al
125
578
1,6
Ga
130
579
1,8
In
155
558
1,8
Tl
190
589
1,6
2. Rappeler la définition de l’énergie de première ionisation et celle de l’affinité électronique.
Comment évolue globalement l’énergie d’ionisation le long d’une ligne ou d’une colonne du
tableau périodique ? (aucune justification n’est demandée).
3. Le bore se démarque des autres éléments de sa colonne, qui sont tous des métaux. Pour
cette raison et compte tenu de sa place dans le tableau périodique, il est parfois qualifié de
« métalloïde ». Justifier qualitativement ce terme en utilisant les données du tableau précédent
2.11 Atome d’uranium (d’après Centrale-Supélec) (#)
1. L’uranium est un élément qui possède plusieurs noyaux isotopes. Citer deux noyaux isotopes d’un autre élement. Les deux principaux noyaux isotopes de l’uranium sont 235
92 U et
238
92 U de masses molaires respectives 235,0439 g·mol −1 et 238,0508 g·mol −1 .
2. Donner la composition du noyau de chacun des isotopes de l’uranium.
3. La masse molaire de l’uranium naturel est de 238,0289 g·mol −1 . En déduire la teneur en
uranium 235 de l’uranium naturel.
2.12 Séries de BRACKETT et de PASCHEN (###)
On s’intéresse dans cet exercice au spectre d’émission de l’atome d’hydrogène. On rappelle
que le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène est constitué par plusieurs séries de raies.
La série de BRACKETT correspond à l’émission de lumière suite à la désexcitation d’électrons vers le niveau d’énergie n = 4.
La série de PASCHEN correspond à l’émission de lumière suite à la désexcitation d’électrons
vers le niveau d’énergie n = 3.
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
4. Écrire l’équation-bilan de la réaction observée. Quel rôle chimique du calcium est ainsi
mis en évidence ?
Donnée : phénolphtaléine
• zone de virage : pH= 8 à 10
• coloration forme acide : incolore ; coloration forme basique : rose
2.10 Le bore (Mines-Ponts) (#)
1. Après avoir énoncé les règles permettant de l’établir, donner la configuration électronique
de l’atome de bore (Z = 5) dans son état fondamental. En déduire les degrés d’oxydation
stables du bore. Dans le tableau suivant sont données quelques propriétés caractéristiques
des éléments de la colonne du bore :
Élément
Rayon
atomique
Énergie de première
ionisation / kJ·mol −1
Électronégativité
de PAULING
B
85
801
2,0
Al
125
578
1,6
Ga
130
579
1,8
In
155
558
1,8
Tl
190
589
1,6
2. Rappeler la définition de l’énergie de première ionisation et celle de l’affinité électronique.
Comment évolue globalement l’énergie d’ionisation le long d’une ligne ou d’une colonne du
tableau périodique ? (aucune justification n’est demandée).
3. Le bore se démarque des autres éléments de sa colonne, qui sont tous des métaux. Pour
cette raison et compte tenu de sa place dans le tableau périodique, il est parfois qualifié de
« métalloïde ». Justifier qualitativement ce terme en utilisant les données du tableau précédent
2.11 Atome d’uranium (d’après Centrale-Supélec) (#)
1. L’uranium est un élément qui possède plusieurs noyaux isotopes. Citer deux noyaux isotopes d’un autre élement. Les deux principaux noyaux isotopes de l’uranium sont 235
92 U et
238
92 U de masses molaires respectives 235,0439 g·mol −1 et 238,0508 g·mol −1 .
2. Donner la composition du noyau de chacun des isotopes de l’uranium.
3. La masse molaire de l’uranium naturel est de 238,0289 g·mol −1 . En déduire la teneur en
uranium 235 de l’uranium naturel.
2.12 Séries de BRACKETT et de PASCHEN (###)
On s’intéresse dans cet exercice au spectre d’émission de l’atome d’hydrogène. On rappelle
que le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène est constitué par plusieurs séries de raies.
La série de BRACKETT correspond à l’émission de lumière suite à la désexcitation d’électrons vers le niveau d’énergie n = 4.
La série de PASCHEN correspond à l’émission de lumière suite à la désexcitation d’électrons
vers le niveau d’énergie n = 3.
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