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Travaux de vacances
Collège Notre-Dame
de Jamhour
Classe de troisième
Collège
Saint-Grégoire
Département de chimie
Fiche n°1
Structure de l’atome
Exercice I : A la recherche d’un atome
Un atome ayant 11 électrons a une masse égale à 38,41 × 10 -27 kg.
1. Calculer le nombre de nucléons de cet atome.
2. En déduire son nombre de protons et de neutrons.
3. Donner son nuclide.
4. a) Quelle est la charge de son nuage électronique ?
b) Déduire celle de son noyau.
5. L’ion de cet atome porte une charge positive (1+).
a) De quel ion s’agit-il ?
b) Calculer la charge du noyau de cet ion.
Données : m(proton) = m(neutron) = 1,67.10 -24 g ; charge (proton) = e
Exercice II : Un ion chrome
Un ion de chrome porte la charge q ion = + 4,8 x 10 – 19 C.
Son noyau contient 28 neutrons et a une charge q noyau = + 38,4 x 10 – 19 C.
1. Calculer le numéro atomique de cet ion.
2. Calculer son nombre de nucléons.
3. Déterminer le nombre d’électrons dans le cortège électronique de cet ion.
4. Donner le symbole de cet ion.
Données : la charge élémentaire e = 1,6.10 -19 C ; Symbole de l’élément chrome : Cr
Exercice III : Etude d’un atome
Le noyau d’un atome X porte une charge totale de 1,28 × 10 -18 C.
1. Déterminer le numéro atomique de X.
2. En déduire son nombre de masse s’il a autant de neutrons que de protons.
3. Donner son nuclide.
4. Quelle est la charge de son nuage électronique ?
5. L’ion de cet atome porte 2 charges négatives (2-).
a) De quel ion s’agit-il ?
b) Calculer la charge du noyau de cet ion.
Donnée : charge (proton) = 1,6.10 -19 C
1

Travaux de vacances
Classe de troisième
Exercice IV : Magnésium
1. Soit un atome de magnésium caractérisé par les nombres :
Z = 12 et A = 26.
Représenter le nuclide de cet atome en précisant le nombre de protons, électrons et neutrons.
2. a) Calculer la masse de son noyau : m noyau .
b) Quelle est la masse de l’atome. Justifier la réponse.
3. On considère à présent 2 atomes caractérisés par les couples (Z,A) suivants :
(12,24) et (12,25).
a) Que peut-on dire de ces 2 atomes ? Pourquoi ?
b) Calculer leur masse atomique moyenne sachant que :
24
Mg
25
Mg
26
Mg
79 %
10 %
11 %
Donnée : m(proton) = m(neutron) = 1 u
Exercice V : Charge d’un atome
Le noyau d’un atome X porte une charge globale de +3,2×10 -18 coulomb. Cet atome contient 20 e - .
1. Déterminer le numéro atomique de X. En déduire son nombre de masse s’il contient autant de
neutrons que de protons.
2. Quelle est la charge de son nuage électronique ?
En déduire sa charge globale. Que pouvez-vous conclure ?
Donnée : charge (proton) = e = 1,6.10 -19 C
Exercice VI : Atome et ses particules
Un atome X a pour masse 2,338×10 -26 kg.
1. Combien de nucléons existe-t-il dans son noyau ?
2. Trouver son numéro atomique sachant qu’il renferme autant de protons que de neutrons.
3. Donner le nuclide de cet atome.
Donnée : m(proton) = m(neutron) = 1,67.10 -27 kg
2

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Classe de troisième
Collège
Saint-Grégoire
Département de chimie
Fiche n°2
La mole
Exercice I : La mole en biologie
Le calcium est un élément chimique indispensable à la bonne croissance des os. Une personne de 15
ans a besoin en moyenne d’une dose journalière de 1,9×10 -2 mol d’atomes calcium.
1. Quel est le nombre d’atomes qu’on retrouve dans chaque dose ?
2. Rami, âgé de 14 ans, consomme chaque jour 0,9 g de calcium. Est-ce suffisant ?
Donnée : Le nuclide de l’atome de calcium :
40
20
Ca
Exercice II : La mole en biologie
L’élément phosphore, réputé excellent pour la mémoire, est présent dans de nombreux aliments
(soja, chocolat, poisson,…). Un adolescent a besoin de 1395 mg de l’élément phosphore par jour.
Cette masse est équivalente à 45×10 -3 mol d’atomes phosphore.
1. Calculer la masse molaire atomique du phosphore.
2. Déterminer le nombre d’atomes qui correspond à 0,5 mol d’atomes P.
3. Une fille âgée de 15 ans, consomme quotidiennement 4.10 22 atomes de phosphore. Est-ce
suffisant ?
Exercice III : Echantillons à comparer
Quel est l’échantillon qui contient la plus grande quantité de matière ?
1. 3,6 × 10 -3 kg de carbone (C)
2. 6400 mg de soufre (S)
3. 9,03 × 10 22 molécules de glucose (C 6 H 12 O 6 )
Justifiez votre réponse.
Données :
12 32
6
C ; S
16
Exercice IV : Masse de l’atome sodium
Un bracelet en argent a une masse de 200 g. Calculer le nombre d’atomes d’argent dans ce bracelet.
Donnée : Le nuclide de l’atome d’argent :
Ag
107
47
1

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Classe de troisième
Exercice V : La mole en économie
Un bijoutier propose pour le même prix 2 colliers en or : le premier qui a une masse de 2 kg et le
second qui contient 10 moles d’atomes or.
Quel est le meilleur choix économique ? Justifiez votre réponse.
Donnée : Le nuclide de l’atome d’or :
197
79
Au
Exercice VI : L’élément carbone
L’élément carbone est l’un des éléments les plus abondants dans la nature. L’atome de carbone
possède un numéro atomique Z = 6 et un nombre de masse A = 12.
1. Un élève écrit son devoir au crayon mine. Il constate que, une fois le devoir fini, la masse de son
crayon mine a diminué de 6 mg. Sachant que la mine du crayon est constituée de carbone pur,
calculer la quantité de matière qui a servi à écrire ce devoir.
2. Calculer la masse d’une mine de crayon contenant 3,01.10 23 atomes de carbone.
Donnée : Nombre d’Avogadro N A = 6,02.10 23
Exercice VII : Une pépite d’or
La plus grosse pépite d’or trouvée en France a une masse m = 543 g.
1. Calculer la masse m Au d’un atome d’or (Z = 79 ; A = 197).
2. Combien d’atomes d’or N contient cette pépite ?
3. Déterminer la quantité de matière d’or contenue dans cette pépite.
Données : Constante d’Avogadro : N A = 6.10 23 ; masse d’un nucléon = 1,67.10 -27 kg
2

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Classe de troisième
Collège
Saint-Grégoire
Département de chimie
Fiche n°3
Classification périodique
Exercice I : Le magnésium
Le magnésium est un élément chimique métallique. Il est très léger, d'aspect blanc-argenté. Il se
ternit légèrement une fois exposé à l'air. En poudre, ce métal s'échauffe et s'enflamme spontanément
par oxydation avec le dioxygène de l'air. Il brûle avec une flamme blanche très lumineuse, d'où son
Mg.
utilisation pour les flashs. Le symbole de son atome est :
1. Donner sa configuration électronique.
2. Le situer dans la classification périodique.
3. Nommer son groupe.
4. Quelle est la représentation de Lewis de l’atome magnésium ?
5. Déduire sa valence.
Exercice II : Un élément X
Un élément X appartient à la 2° période et à la 17 ème colonne de la classification périodique.
Donner son numéro atomique Z et la représentation de Lewis de son atome.
Exercice III : A la découverte d’éléments chimiques
1. Un métal alcalin X appartient à la 4° période du tableau périodique. Identifier cet élément.
2. Identifier le métal alcalino-terreux situé juste à côté de X.
Exercice IV : Tableau périodique
L’atome X est capable de perdre 1 électron pour avoir la configuration électronique suivante :
K 2 L 8 .
1. Quel est son nombre de protons ? En déduire son numéro atomique.
2. A quel groupe et à quelle période appartient X ?
Exercice V : Un élément X à découvrir
L’ion X - possède autant d’électrons que l’atome Argon.
1. Déterminer le numéro atomique et le nom de l’élément X.
2. Ecrire la configuration électronique de l’atome X.
3. Donner sa représentation de Lewis.
4. A quelle famille appartient-il ?
5. Un élément E appartient à la même période que X et possède la même valence. Identifier E.
Donnée :
Ar

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Département de chimie
Fiche n°4
Les liaisons chimiques
Exercice I : Composé inconnu
1. Un élément Y inconnu appartient à la même période que le magnésium ( 12 Mg) et son schéma de
Lewis est : Y∙.
a) Ecrire la configuration électronique de l'atome Mg.
b) Identifier l'élément Y.
2. Un élément X appartient à la même période que Y et a la même valence.
Identifier X.
3. Indiquer la nature de la liaison qui pourrait lier (X) et (Y).
Exercice II : Le fluorure d’hydrogène
Le fluorure d’hydrogène est un liquide qui attaque le verre. Il est utilisé dans la « gravure sur
verre ». On se propose de comprendre et d’interpréter la formation de la molécule HF du fluorure
d’hydrogène, à partir des configurations électroniques des atomes d’hydrogène et du fluor. Les
numéros atomiques des éléments hydrogène et fluor sont respectivement 1 et 9.
1. Pour chacun des atomes H et F :
a) Ecrire la configuration électronique.
b) Ecrire la représentation de Lewis.
c) Donner la valence.
2. En se basant sur ce qui précède, indiquer le type de la liaison qui pourrait s’établir entre les
atomes H et F.
Exercice III : Éléments nutritifs importants aux plantes
Pour se développer, les plantes absorbent du sol l’eau et les éléments nutritifs. Trois éléments
nutritifs importants aux plantes sont : l'azote, le phosphore et le potassium.
L'azote aide les plantes à développer les feuilles, le phosphore est nécessaire au développement sain
des racines et le potassium aide les plantes à résister aux maladies et à combattre la sécheresse.
1. Indiquer l'élément nécessaire au développement sain des racines.
2. Écrire la configuration électronique de chacun des atomes, azote, phosphore et potassium puis
préciser leur valence.
3. Déduire la position dans le tableau périodique de chacun des éléments cités ci-dessus.
4. Donner la représentation de Lewis de la molécule de diazote (N 2 ) et indiquer le type de liaison
dans cette molécule.
Données : ; P ; K
N
1

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Classe de troisième
Exercice IV : L’iodure de calcium
L’iodure de calcium est un composé ionique. Sa formule statistique est CaI 2 .
1. Ecrire la formule de l’ion calcium (Ca : Z=20). Justifier la réponse.
2. En déduire la formule de l’ion iodure. Justifier la réponse.
3. Donner la représentation de Lewis de l’iodure de potassium (sans justification).
Exercice V : Molécule et composé ionique
Soient : un atome A de calcium
20
Ca , un ion B de nitrate NO - 3 et un composé D organique C 2 H 4 O 2
ayant comme représentation de Lewis :
_ _
H – O – C = C– O – H
¯ | | ¯
H H
1. Ecrire la configuration électronique, puis la représentation de Lewis de A.
2. Quel type de liaison peut faire A généralement ? Justifier la réponse.
3. Ecrire les formules statistique, ionique du composé formé par l’union de A et de B (sans
aucune justification).
4. D’après la représentation de Lewis du composé D, quelles sont les valences de H, C et O ?
Justifier la réponse.
5. Proposer 1 autre représentation de Lewis du composé D.
2

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Département de chimie
Fiche n°5
Electrochimie
Exercice I : Nombre d’oxydation
Déterminer le nombre d’oxydation (n.o) de l’élément chlore dans chacune des espèces suivantes :
Cl 2 - Cl - - HCl - ClO - - AgCl - ClO 3
-
Exercice II : Réactions rédox
Soient les réactions suivantes :
N 2 + 3 H 2 → 2 NH 3
NH 3 + H 3 O + →
+
NH 4 + H 2 O
2 H 2 O + Mg → Mg 2+ + 2 OH - + H 2
2 H 3 O + + Zn → Zn 2+ + H 2 + 2 H 2 O
1. Ces réactions sont-elles redox ?
2. Pour chaque réaction redox, identifier l'oxydant et le réducteur.
2-
2 Cr 2 O 7 + 3 C 2 H 6 O + 16 H + → 4 Cr 3+ + 3 C 2 H 4 O 2 + 11 H 2 O
Identifiez l’oxydant et l’élément oxydé.
16 H + -
2-
+ 2 MnO 4 + 5 C 2 O 4 → 2 Mn 2+ + 10 CO 2 + 8 H 2 O
Identifier le réducteur et l’élément réduit.
-
2 MnO 4 + 5 SO 2 + 2 H 2 O → 2 Mn 2+ 2-
+ 5 SO 4
Identifiez l’élément réducteur et l’espèce réduite.
+ 4 H +
Cl 2 + 2OH - → Cl - + ClO - + H 2 O
Identifiez l’espèce qui a subi une oxydation et l’élément qui a gagné des électrons.
2 H 2 O 2 → O 2 + 2 H 2 O
Identifiez l’espèce qui a subi une réduction et l’élément qui a perdu des électrons.
1

Travaux de vacances
Classe de troisième
Exercice III : Réaction rédox
Un élève plonge, pendant quelques instants, une plaque de plomb Pb (s) dans une solution limpide,
puis la ressort : la plaque apparaît toute dorée !
1. Expliquer ce phénomène.
2. Ecrire les demi-équations correspondantes.
3. Ecrire l'équation de la réaction qui s'est réellement produite.
4. Identifier l’élément oxydant et l’espèce qui a gagné des électrons.
Données :
Le plomb Pb (s) est plus réducteur que l'or Au (s) , leurs ions correspondants sont Pb 2+ (aq) et Au 3+ (aq).
Exercice IV : Electrolyse de l’eau
Le schéma ci-dessous représente le dispositif expérimental de l’électrolyse de l’eau additionnée
d’une solution d’acide chlorhydrique (H + (aq) + Cl - (aq)).
1. Annoter ce dispositif.
2. Ecrire la demi-équation électronique de la réaction qui a lieu au niveau de l’anode.
3. Ecrire l’équation-bilan de la réaction.
4. Montrer que c’est une réaction d’oxydoréduction.
Exercice V : Chromage d’un plateau métallique
On désire chromer un plateau métallique en fer.
1. Schématiser et annoter le dispositif expérimental en précisant l’anode, la cathode et le sens de
déplacement des électrons et des ions dans la solution.
2. Ecrire les demi-équations électroniques des réactions qui ont lieu au niveau des électrodes.
3. Indiquer comment varie la concentration de la solution en ions Cr 3+ . Justifier la réponse.
4. Citer deux utilités du dépôt électrolytique.
Données : Chrome : Cr ; Ions chrome : Cr 3+
2

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Classe de troisième
Exercice VI : Pile électrochimique
On réalise une pile avec le matériel suivant :
- Plaque de fer Fe - Plaque d’or Au
- Solution aqueuse de nitrate de fer II - Solution aqueuse de nitrate d’or
- Pont salin de nitrate de potassium
1. Un voltmètre dont la borne « V » est reliée à la plaque d’or et la borne « COM » à la plaque de
fer indique une tension positive. Préciser la position de chaque pôle de la pile.
2. Schématiser la pile réalisable au laboratoire avec le matériel donné.
3. Identifier la cathode et l'anode.
4. Ecrire les demi-équations électroniques propres aux phénomènes produits aux électrodes.
5. Ecrire l'équation de la réaction de fonctionnement de la pile.
6. Donner la représentation symbolique de cette pile.
7. Citer et expliquer les changements qui ont lieu dans chacune des demi-piles après que la pile ait
débité un courant électrique.
8. Quel est le rôle du pont salin ?
Exercice VII : La bonne pile
On veut réaliser une pile Zinc - Argent.
1. Parmi les différents schémas
proposés ci-contre, indiquer
celui qui convient.
2. Expliquer en quoi les autres
montages sont incorrects.
3. Indiquer la polarité de cette
pile et repérer la cathode et
l'anode.
4. Ecrire les réactions qui ont lieu
aux électrodes et l'équation de
la réaction de fonctionnement
de la pile.
5. Comment évolue la masse de
chaque électrode au cours du
fonctionnement de la pile ?
Justifier.
6. Indiquer le sens de circulation
des électrons ainsi que le sens
conventionnel du courant.
7. Donner la représentation
symbolique de cette pile.
3