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Université Cadi Ayyad Département de Chimie Faculté des Sciences 2009-2010 Seml

Université Cadi Ayyad Département de Chimie Faculté des Sciences 2009-2010 Semlalia-Marrakech 5 Fevrier 2010 Filières SMC & SMP Module de Chimie Générale (S1) Contrôle de rattrapage (Durée 2 heures) − Rassurer vous que l'énoncé est imprimé recto-verso. − Les problèmes I et II sont indépendants. − Barème : Problème I (8,5 points) et Problème II (11,5 points). − Toute réponse non justifiée sera comptée fausse. Problème I Selon la théorie de Bohr, l'électron est animé d'un mouvement circulaire uniforme autour d'un noyau (de charge Ze). Le rayon de sa trajectoire circulaire et l'énergie correspondante sont donnés par : r=a0 n2 Z et E=E H Z 2 n 2 1- L'électron d'un hydrogénoïde excité se trouve sur un cercle de rayon 3a0 et possède une énergie EH. a- De quel hydrogénoïde s'agit-il b- Sur quel niveau se trouve l'électron ? c- Quelle est la quantité d'énergie nécessaire pour réaliser cette excitation ? 2- On souhaite ioniser cette hydrogénoïde, préalablement à son état fondamental, à l'aide d'une source de rayonnement lumineux. a- Quelle est la quantité d'énergie nécessaire pour réaliser cette excitation ? b- A quelle fréquence faudrait-il régler cette source pour effectuer cette ionisation ? En déduire la longueur d'onde correspondante. 3- Selon le modèle quantique, cet électron est décrit par une fonction d'onde Ψ qui permet de fournir toutes les informations qui le concernent. a- Comment obtient-on cette fonction Ψ d'onde ainsi que l'énergie correspondante ? b- Combien de fonctions peuvent-elles représenter un électron à l'état n = 3, citer ces fonctions selon leurs symboles Ψnlm. Données : c = 3.108 m/s ; h = 6,626.10-34 J.s ; EH = -13,6 eV ; 1 eV = 1,6.10-19 J. Z 1 2 3 4 5 6 Hydrogénoïde H He+ Li2+ Be3+ B4+ C5+ Problème II On se propose d'étudier les espèces O2, ON, ON+, OH- et OH2. 1- Etablir le diagramme des OM de O2 (il n'y a pas d'interaction s-p) et donner la configuration électronique de cette molécule. En déduire le nombre de liaisons. 2- Donner l'état magnétique de O2. Est ce que le modèle de Lewis prévoit cette propriété magnétique ? Pourquoi ? 3- Sans tracer le diagramme des OM de NO dire à quel niveau sera-t-il différent de celui de O2 ? Donner la configuration électronique de NO. 4- En déduire le nombre de liaison au sein de NO. 5- Comparer la longueur de liaison de NO à celle de NO+. 6- Etablir le diagramme des OM de OH- sachant que O est plus électronégatif que H. 7- Donner la configuration électronique de OH-. Calculer l'indice de liaison et en déduire la nature de(s) liaison(s). 8- Le mélange de OH- avec H+ conduit à OH2. A l'aide d'un schéma, expliquer comment la deuxième liaison O-H se forme-t-elle. 9- OH2 est de forme coudée (en V) et les deux liaisons sont identiques. Expliquer, en se basant sur la notion d'hybridation des OA de O (atome central), comment ces deux liaisons sont-elles formées. Données : Z(H) = 1 ; Z(N) = 7 ; Z(O) = 8. uploads/s3/ controle-rat-09-10.pdf