Exercice corrigé




Craquer une allumette

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Solution rédigée

1. D’après la notation symbolique de son noyau, Z=Z = 15 donc il est composé de 15 protons.
N=AZ=N = A- Z = 31 - 15 == 16. Il est donc composé de 16 neutrons.
Un atome est électriquement neutre donc un atome de phosphore possède 15 électrons.

2. La configuration électronique d’un atome de phosphore est : 1s22s22p63s23p3.

3. Un atome de potassium possède 19 électrons. L’ion de potassium possède une charge positive car il a perdu un électron par rapport à l’atome potassium. Il possède alors 18 électrons, donc sa configuration électronique est : 1s22s22p63s23p6.

4. La configuration électronique de l’atome de potassium est 1s22s22p63s23p64s1. Sa couche externe est la couche n=n = 4, il appartient donc à la 4e période. Il possède un électron externe, il se trouve donc dans la 1re colonne, celle des alcalins.


L'origine des allumettes

Les premières allumettes, en pin enduit de soufre, s’enflamment uniquement au contact d’une braise ou d’une flamme.

En 1855, le Suédois John Edvard Lundstrom utilise du phosphore sur un frottoir et du chlorate de potassium au bout de la tige. Par le frottement, les éléments chimiques se combinent et s’enflamment. L’allumette de sûreté ou allumette suédoise est née.

D’après « Allumette », futura-sciences.com.


Friction d’une allumette
Friction d’une allumette.

Analyse de l'énoncé

1. Donner le nombre de neutrons, protons et électrons présents dans l’atome.

2. Répartir les électrons sur les différentes couches électroniques.

3. Déterminer le nombre d’électrons de l’ion et les placer dans les sous-couches.

4. Utiliser la composition de la couche externe pour faire le lien avec la position dans la classification.


Pour bien répondre

1. Utiliser les informations données par la notation symbolique ZAX.^{A}_{Z}\text{X}. Un atome possède le même nombre d’électrons que de protons pour être neutre.

2. Les sous-couches s contiennent deux électrons au maximum et les souscouches p en contiennent six au maximum.

3. Un ion positif (un cation) est un atome qui a perdu un ou plusieurs électron(s).

4. Relier la configuration électronique avec la position de l’élément dans la classification.

Voir les réponses

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Mise en application

Le soufre est un solide jaune de symbole 1632S^{32}_{16}\text{S} que l’on peut trouver à proximité des cratères volcaniques.

1. Déterminer la composition d’un atome de soufre. En déduire sa configuration électronique.


2. Quelle est la configuration électronique de l’ion sulfure de symbole S2\text{S}^{2-} ?


3. Justifier que le soufre appartient à la 3e période et à la 6e colonne de la classification périodique.

Données

  • Isotopes du potassium : 1939K^{39}_{19}\text{K} et 1941K.^{41}_{19}\text{K}.

Énoncé

Un atome de phosphore a pour symbole 1531P.^{31}_{15}\text{P}.

1. Quelle est la composition de cet atome de phosphore ?

2. Écrire la configuration électronique de l’atome de phosphore. Le chlorate de potassium est un composé ionique de formule KClO3.\text{KClO}_{3}.

3. Écrire la configuration électronique d’un ion potassium K+.\text{K}^{+}.

4. Justifier la position de l’élément potassium dans la classification périodique sachant qu’il appartient à la famille des alcalins et à la 4e période.

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