1.2 : L'atome nucléaire

2 : Les éléments chimiques

	Symboles et définitions :
	Symbole d'un élément :	X = symbole chimique. Chaque élément du tableau périodique possède un symbole composé de 1 ou 2 lettres. A = nombre de masse. Il correspond à la somme des protons et des neutrons dans le noyau de l'atome. Z = nombre atomique (numéro atomique). Il correspond au nombre de protons dans le noyau (et le nombre d'électrons dans l'atome neutre).
	Isotopes = des atomes du même élément qui possèdent un nombre différent de neutrons dans le noyau, mais le même nombre de protons.	Les isotopes d'un élément possèdent la même valeur de Z mais des valeurs différentes de A.
	A_R = masse atomique relative. L'isotope naturel le plus abondant du carbone sert de référence : où u = unité de masse atomique (uma). Ainsi un atome de ¹²C possède une masse de 12,0000 u. M_R = masse moléculaire relative. La masse moléculaire est la somme des masses atomiques constituant cette molécule..	La masse atomique publiée dans le tableau périodique est la masse atomique moyenne pondérée des masses des isotopes dans le mélange naturel.
	Mole (mol) = nombre d'atomes dans 12,0000 grammes de ¹²C. N_A (ou L) = nombre d'Avogadro = 6,0221367×10²³ (» 6,02×10²³). Masse molaire = masse de substance par mole (g mol^-1) La masse d'une mole d'une substance pure est égale à sa masse molaire.	12 grammes de ¹²C contiennent 6,02×10²³ atomes de carbone. Par extension : 1 mole d'atomes = 6,02×10²³atomes. 1 mole d'ions = 6,02×10²³ ions. 1 mole d'hydrogène (H₂) a donc une masse de 2,016 g et contient 6,02×10²³ molécules ou 12,04×10²³ atomes d'hydrogène.
	Exemples :	Réponses :
1	L'espèce représentée par ce symbole possède : combien de protons ? combien de neutrons ?	Z = 86, donc il y a 86 protons. A - Z = 222 - 86 = 136 neutrons.

2	Quel atome dans le groupe suivant n'est pas un isotope de ce groupe ?	C a), b) et d) correspondent aux isotopes 12, 13 et 14 du carbone, tandis que c) correspond à l'isotope 13 de l'azote.

3	Le chlore naturel est composé de 2 isotopes : 75,77 % de ³⁵Cl (M_A = 34,97 u) 24,23 % de ³⁷Cl (M_A = 36,97 u). Quelle est la masse atomique publiée du chlore ?	Masse atomique = (0,7577×34,97) + (0,2423×36,97). M_A = 35,45 u.

	Exercices :	Les réponses :
	Zumdahl : page 76, n^o 72	12 p, 12 n, 12 é 12 p, 12n, 10é 27 p, 32n, 25é 27p, 32n, 24é 27p, 32n, 27é 34p, 45n, 34é 34p, 45n, 36é 28p, 35n, 28é 28p, 31n, 26é.

	Zumdahl : page 76, n^o 74	Z = 54, Xe Z = 34, Se Z = 20, Ca Z = 42, Mo Z = 94, Pu

	Exercices supplémentaires :	Les réponses sont à la fin de la page.

	N^o 1 : Les atomes d'hydrogène existent dans la nature avec les nombres de masse 1, 2 et 3. Parmi les affirmations suivantes, laquelle est inexacte ? Les différents atomes ont le même nombre de protons dans le noyau; Les différents atomes sont appelés isotopes; Les différents atomes ont les mêmes propriétés chimiques; L'hydrogène de nombre de masse 1 est le plus abondant dans la nature; Les différents atomes ont les mêmes propriétés physiques.
	N^o 2 : Parmi les expressions suivantes, laquelle n'est pas strictement correcte ? Un élément à l'état d'ion; Un composé à l'état d'atome; Un élément à l'état de molécule; Un composé à l'état de molécule; Un élément à l'état d'atome.
	N^o 3 : Il y a combien de neutrons dans l'atome de cet élément ? (a + b) (b) (a - b) (a) (b - a)
	N^o 4 : Tous les énoncés suivants sont compatibles avec le concept d'une mole de substance, à l'exception de l'énoncé une mole de sodium contient 6,02×10²³ atomes de sodium. une mole d'atomes de carbone 12 a une masse de 12,0 grammes. une mole de gaz chlore contient 6,02×10²³ molécules de chlore. une mole de chlorure de sodium contient 6,02×10²³ ions.
	N^o 5 : Un échantillon d'éthane (C₂H₆) contient 2´10²² atomes de carbone. Combien d'atomes d'hydrogène contient-il ? 3×10²² 6×10²² 12×10²² 6×10²³
	N^o 6 : L'atome qui a le même nombre de neutrons que ⁵⁴Cr est ^{50Ti ^{51V ^{53Fe ^55Mn}}}
	N^o 7 : Le soufre (Ar = 32,06) comprend 3 isotopes principaux : le soufre-32, le soufre-33 et le soufre-34. En fonction de ces informations, lequel des énoncés suivants est correct en ce qui concerne le soufre ? Le soufre-34 est probablement plus abondant que le soufre-32 ou le soufre-33. Le soufre-32 est probablement plus abondant que le soufre-33 ou le soufre-34. Le soufre-33 est probablement l'isotope du soufre le plus abondant. Le soufre-33 est probablement radioactif.
	N^o 8 : En utilisant un spectromètre de masse, on a trouvé la masse et l'abondance de chacun des isotopes présents dans un échantillon d'un élément naturel : 68,926 u à 60,11 % 70,926 u à 39,89 %. Quelle est la masse atomique et le nom de cet élément ?
	N^o 9 : Lequel des échantillons à 10 g de chacune des substances suivantes contient le plus grand nombre de moles ? CO₂ CH₃F C₃H₈ C₂H₅OH
	N^o 10 : Parmi les échantillons suivants, quel est celui dont la masse est la plus élevée ? 1,0 mol de N₂H₄ 2,0 mol de N₂ 3,0 mol de NH₃ 25,0 mol de H₂
	N^o 11 : Quelle est, en grammes, la masse d’une molécule de propanol C₃H₇OH ? 60 1,0×10^-22 1,0×10^-23 3,6×10²⁵
	No 12 : Tous les isotopes de l’étain ont le même I nombre de protons ; II nombre de neutrons ; III nombre de masse. Seule la proposition I est vraie. Seule la proposition II est vraie. Seule la proposition III est vraie. Seules les propositions I et III sont vraies.
	N^o 13 : Le cuivre naturel est composé d’un isotope possédant 29 protons et 34 neutrons et d’un second avec 2 neutrons de plus. Si la masse atomique relative du cuivre est 63,55, quelle est l’abondance de chaque isotope dans la nature ?

Courriel au professeur Claire Mathieu

Conception : J.-Marc Gagnon
Séminaire de Sherbrooke (Québec) Canada
Hiver 2000

Réponses ::

N^o 1 : E
N^o 2 : B
N^o 3 : C
N^o 4 : D
N^o 5 : B
N^o 6 : D
N^o 7 : B
N^o 8 : ³¹Ga avec une masse atomique de 69,72 u.
N^o 9 : B
N^o 10 : B
No 11 : B
N^o 12 : A
No 13 : ⁶³Cu = 72,5%

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