Physique-Chimie · 4ème · Contrôle n°1
Atomes, molécules et modèle particulaire
Un contrôle de physique-chimie de 55 minutes sur la structure de la matière : la composition d'un atome et la répartition de sa masse, la neutralité électrique et ce qui la rompt, le calcul du nombre de neutrons, les deux sortes d'ions, et ce qui distingue un changement d'ion d'un changement d'élément. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.
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Avant de commencer
- La masse est au centre, la charge négative autour.
- Le noyau ne contient que des protons et des neutrons : aucun électron n’y figure.
- Un atome est neutre parce qu’il a autant d’électrons que de protons.
- Le nombre de neutrons s’obtient par différence entre le nombre de masse et le numéro atomique.
- Un ion se forme en gagnant ou en perdant des électrons, jamais des protons.
- Changer le nombre de protons change l’élément lui-même, et l’on quitte la chimie.
Exercice 1 — La structure de l'atome
4 pts · 10 minDécrire la structure d'un atome
Réponds à chaque question.
1.Que contient le noyau d’un atome ?
1 ptVoir la correction
Des protons et des neutrons.
On les appelle les nucléons, et c’est le sens du mot.
2.Quelle est la charge de chacune de ces particules ?
1 ptVoir la correction
Le proton est positif, le neutron n’a pas de charge.
L’électron, lui, est négatif, et il se trouve à l’extérieur.
3.Où se trouve presque toute la masse de l’atome ?
1 ptVoir la correction
Dans le noyau.
Presque tout le volume, lui, est occupé par les électrons.
4.Pourquoi les électrons peuvent-ils être perdus ou gagnés ?
1 ptVoir la correction
Parce qu’ils sont à l’extérieur, donc accessibles.
Le noyau, lui, ne bouge pas en chimie.
Exercice 2 — La neutralité électrique
4 pts · 11 minExpliquer la neutralité de l'atome
Réponds à chaque question.
1.Pourquoi un atome est-il électriquement neutre ?
1 ptVoir la correction
Il porte autant de charges positives que de charges négatives.
Le nombre d’électrons égale donc celui des protons.
2.Que donne le numéro atomique ?
1 ptVoir la correction
Le nombre de protons.
Dans un atome neutre, il donne aussi le nombre d’électrons.
3.Que se passe-t-il si cette égalité est rompue ?
1 ptVoir la correction
On obtient un ion.
L’atome n’est plus neutre, mais il reste le même élément.
4.Un électron qui bouge change-t-il l’identité de l’atome ?
1 ptVoir la correction
Non : seul un changement de protons le ferait.
C’est pourquoi un ion sodium reste du sodium.
Exercice 3 — Donner la composition
5 pts · 14 minDéterminer la composition d'un atome
Un atome d’aluminium a pour numéro atomique 13 et pour nombre de masse 27. Réponds à chaque question.
1.Combien de protons possède-t-il ?
1 ptVoir la correction
13
Le numéro atomique donne directement ce nombre.
2.Combien d’électrons ?
1 ptVoir la correction
13
L’atome est neutre : il en a autant que de protons.
3.Combien de neutrons ?
1 ptVoir la correction
14
: on soustrait le numéro atomique du nombre de masse.
4.Que représente le nombre de masse ?
1 ptVoir la correction
Le nombre total de nucléons, protons et neutrons réunis.
Il ne compte pas les électrons, dont la masse est négligeable.
5.Un atome de numéro atomique 17 et de nombre de masse 35 : combien de neutrons ?
1 ptVoir la correction
18
: la même soustraction, sur d’autres nombres.
Exercice 4 — Les ions
4 pts · 11 minDistinguer cation et anion
Réponds à chaque question.
1.Qu’est-ce qu’un ion ?
1 ptVoir la correction
Un atome, ou un groupe d’atomes, qui a gagné ou perdu des électrons.
Il n’est donc plus électriquement neutre.
2.Comment nomme-t-on un ion qui a perdu des électrons, et quelle charge porte-t-il ?
1 ptVoir la correction
Un cation, de charge positive.
Il lui reste plus de protons que d’électrons.
3.Et un ion qui en a gagné ?
1 ptVoir la correction
Un anion, de charge négative.
Il a désormais plus d’électrons que de protons.
4.Le noyau change-t-il lors de la formation d’un ion ?
1 ptVoir la correction
Non.
C’est pourquoi l’élément chimique reste le même.
Exercice 5 — Trouve l'erreur
3 pts · 9 minRepérer une erreur et la corriger
Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.
1.« Le noyau contient des protons, des neutrons et des électrons. »
1 ptVoir la correction
Il ne contient que des protons et des neutrons.
Les électrons sont à l’extérieur, et c’est ce qui les rend mobiles.
2.« Cet ion est positif parce qu’il a gagné un proton. »
1 ptVoir la correction
Il a perdu un électron : les protons ne bougent pas en chimie.
Changer leur nombre changerait l’élément lui-même.
3.« Le nombre de masse vaut 40, donc l’atome a 40 neutrons. »
1 ptVoir la correction
Il faut soustraire le numéro atomique pour obtenir les neutrons.
Le nombre de masse compte les protons et les neutrons ensemble.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1La structure de l’atome décrite exactement
4 points — 1 par question
Point perdu si : Un électron placé dans le noyau.
Ex.2La neutralité expliquée, non récitée
4 points — 1 par question
Point perdu si : L’égalité entre électrons et protons donnée sans sa raison.
Ex.3La composition calculée par différence
5 points — 1 par question
Point perdu si : Le nombre de masse pris pour le nombre de neutrons.
Ex.4Les deux sortes d’ions distinguées
4 points — 1 par question
Point perdu si : Une charge positive attribuée à un gain d’électrons.
Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée
3 points — 1 par ligne
Point perdu si : Une charge expliquée par une perte de protons.
Et maintenant ?
- 16 à 20
- Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à donner la composition complète d'un atome à partir de ses deux nombres : c'est l'exercice le plus régulier de l'année.
- 10 à 15
- Refais l'exercice 3 en écrivant les trois lignes avant de calculer : protons, électrons, neutrons. Seule la troisième demande une soustraction.
- moins de 10
- Reprends la fiche de cours et retiens la phrase qui résume tout : la masse au centre, la charge négative autour.
Refaire avec d'autres phrases
Mêmes notions, mêmes exigences, énoncés différents. À passer quelques jours plus tard, une fois celui-ci corrigé.
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