Sujet corrigé d'Atomistique

Résumé du document

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Question 4 : Du point de vue de la réactivité chimique quelle est la différence entre les électrons des orbitales de coeur et ceux des orbitales de valence ?

Réponse :
Les électrons décrits par les orbitales de coeur ont une énergie de liaison au noyau très importantes et ne peuvent donc pas participer à la formation de liaison chimique et donc aux réactions chimiques. (1 pt)
Les électrons décrits par les orbitales de valence ont une énergie de liaison au noyau du même ordre de grandeur que les énergies mises en jeu dans les réactions chimiques et peuvent donc y participer. (1 pt)

Question 5 : a) Dans la couche n = 3 de l'atome de Mg, combien y-a-t-il d'orbitales atomiques différentes ?

Réponse : n2 soit 9 (1 pt)

b) Donnez le jeu de nombres quantiques orbitaux de chacune de ces O.A.. Regroupez ensembles les O.A. dégénérées.

Réponse :
3s: n = 3, l = 0, ml = 0 (0,5 pt) ; une seule O.A. dégénérée (1 pt)
3p1: n = 3, l = 1, ml = 1 (0,5 pt) ; 3p0: n = 3, l = 1, ml = 0 (0,5 pt) ; 3p-1: n = 3 l = 1 ml = -1 (0,5 pt) ; trois O.A. dégénérées ; (1 pt)
3d2: n = 3, l = 2, ml = 2 (0,5 pt) ; 3d1: n = 3, l = 2, ml = 1 (0,5 pt) ; 3d0: n = 3, l = 2, ml = 0 (0,5 pt) ;
3d-1: n = 3 l = 2, ml = -1 (0,5 pt) ; 3d-2: n = 3 l = 2, ml = -2 (0,5 pt) cinq O.A. dégénérées. (1 pt) (...)

Extraits

[...] E(3s,3p)2 = -15,5 + 2 x12,3 = 9,1 eV pt) Question 11: On donne les niveaux d'énergie atomique pour Mg E3s = -7,64 eV Pour l'hydrogène H E 1s = -13,6eV Sachant que dans le magnésium la différence d'énergie entre les niveaux 3s et 3p est inférieure à 5 eV, tracez le diagramme d'énergie de la molécule hypothétique MgH. Réponse: pt) pour l'ordre des niveaux, pt) pour le placement correct des électrons, pt) pour le nom des OM, pt) pour les pointillés reliant les OA aux OM soit un total de 4 points pour le diagramme complet. Ecrivez les configurations électroniques moléculaires de MgH et MgH+ et précisez la nature de leur magnétisme respectif. [...]

[...] Représentez schématiquement la forme de toutes les orbitales moléculaires. Question Soit l'élément Mg = 12) Quel est le nom de cet élément? réponse: Le magnésium pt) Question Ecrivez la configuration électronique atomique de cet élément à l'état fondamental réponse: 1s2 2s2 2p6 3s2 ou 3s2 pt) Question Pour Mg, indiquez quelles sont les orbitales atomiques (O.A.) de cœur ? quelles sont les O.A. de valence? réponse: 1s2 2s2 2p6 : OA de Coeur, pt) 3s2 OA de valence pt) Question Du point de vue de la réactivité chimique quelle est la différence entre les électrons des orbitales de coeur et ceux des orbitales de valence? [...]

[...] Réponse: Le chiffre 12 représente la valeur du numéro atomique du magnésium. pt) La variable d'une fonction hydrogénoïde s'exprime en Zr/a0 Calculez les valeurs de r/a0 pour lesquelles il y a une sphère nodale. Réponse: Il y a sphère nodale pour les valeurs de r/a0 pour lesquelles la fonction d'onde s'annule en changeant de signe. La fonction s'annule lorsque le facteur prend la valeur zero c'est-à-dire pour les valeurs de racines de l'équation: pt) = = 288 -216 + 27 = 0 On calcule le déterminant Δ = b2-4ac = (216)2-4x288x27 = 46656-31104 = 15552 pt) r/a0 = (216 + 124,71)/2 x288 = 0,59 pt) r/a0 = (216 - 124,71)/2 x288 = 0,16 pt) Il y a une sphère nodale pour r = 0,59 a0 et r = 0,16 a0 pt) Question 10: Calculez l'énergie de première ionisation de l'atome de Mg. [...]

[...] Question 4 : Du point de vue de la réactivité chimique de l'élément, quelle est la différence entre les électrons des orbitales de cœur et ceux des orbitales de valence Question 5 : Dans la couche n = 3 de l'atome de Mg, combien y-a-t-il d'orbitales atomiques différentes? Donnez le jeu de nombres quantiques orbitaux de chacune de ces O.A . Regroupez ensembles les O.A. dégénérées. Indiquez le jeu complet de nombres quantiques de chacun des électrons contenus dans cette couche pour un atome de Mg à l'état fondamental. [...]

[...] Réponse: MgH: ordre de liaison : = 1/2 pt) MgH+: ordre de liaison : = 1 pt) MgH+ est plus stable que MgH pt) Comment varie la longueur de la liaison de MgH quand on arrache un électron pour former l'ion moléculaire MgH+ . Quand on passe de MgH à MgH+, la molécule devient plus stable et donc la longueur de la liaison Mg-H se raccourcit. pt) Représentez schématiquement la forme de toutes les orbitales moléculaires. pt) pour la représentation correcte des recouvrements dans σ1. pt) pour la représentation correcte des recouvrements dans σ2. pt) pour la représentation correcte des recouvrements dans σ3. pt) pour la représentation correcte de chacune des deux OM π. [...]