Exercices : Modèle de l’Atome
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Exercice 1 : Structure de l’atome
Un atome de carbone possède 6 protons. Donner sa composition en électrons et neutrons (masse atomique ≈ 12).
Solution :
Nombre de protons = 6
Nombre d’électrons = 6 (atome neutre)
Nombre de neutrons = A – Z = 12 – 6 = 6
Exercice 2 : Configuration électronique
Donner la configuration électronique de l’atome d’oxygène (Z = 8) selon le modèle de Bohr.
Solution :
K (n=1): 2 électrons
L (n=2): 6 électrons
Configuration: (2,6)
Exercice 3 : Ions monoatomiques
L’ion aluminium a une charge +3. Sachant que Z = 13, donner sa configuration électronique.
Solution :
Al: 13 électrons → Al³⁺: 10 électrons
Configuration: (2,8)
Exercice 4 : Isotopes
Le chlore existe sous deux isotopes : ³⁵Cl (75%) et ³⁷Cl (25%). Calculer sa masse atomique moyenne.
Solution :
\[ M = \frac{35×75 + 37×25}{100} = \frac{2625 + 925}{100} = 35.5\ \text{uma} \]
Exercice 5 : Nombre de masse
Un atome possède 11 protons, 12 neutrons et 10 électrons. Quel est son nombre de masse et sa charge électrique?
Solution :
Nombre de masse A = protons + neutrons = 11 + 12 = 23
Charge = protons – électrons = 11 – 10 = +1
C’est l’ion Na⁺ (Z=11)
Exercice 6 : Couches électroniques
Quel est le nombre maximal d’électrons que peut contenir la 3ème couche électronique (n=3)?
Solution :
Nombre maximal = 2n² = 2×3² = 18 électrons
Exercice 7 : Électrons de valence
Combien d’électrons de valence possède un atome de soufre (Z = 16)?
Solution :
Configuration électronique: (2,8,6)
Électrons de valence = 6 (dernière couche)
Exercice 8 : Rayon atomique
Comparer les rayons atomiques du sodium (Na) et du chlore (Cl). Justifier.
Solution :
Na (Z=11) et Cl (Z=17) sont sur la même période (n=3)
Le rayon de Na est plus grand car:
– Charge nucléaire effective moins importante
– Attraction noyau-électrons moins forte
Exercice 9 : Stabilité des gaz rares
Pourquoi les atomes des gaz rares (groupe 18) sont-ils particulièrement stables?
Solution :
Les gaz rares ont leur couche électronique externe complètement remplie:
– 2 électrons pour He (n=1)
– 8 électrons pour les autres (n≥2)
Cette configuration stable les rend peu réactifs.
Exercice 10 : Ions isoelectoniques
Donner deux ions isoelectoniques avec l’atome de néon (Z=10).
Solution :
Configuration électronique du Ne: (2,8)
Ions avec 10 électrons:
– F⁻ (9 protons + 1 électron)
– Na⁺ (11 protons – 1 électron)
– Mg²⁺ (12 protons – 2 électrons)
