Collège · 3ᵉ · Chimie
Structure de l'atome
Noyau, protons, neutrons, électrons et configuration électronique
À propos de cette page
Ce devoir surveillé sur « Structure de l'atome » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Une idée ancienne, un modèle récent, Noyau et électrons : de quoi est fait un atome, Neutralité électrique et numéro atomique, Ordres de grandeur : un atome, c'est surtout du vide. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de troisième en chimie.
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé · Chimie
Structure de l'atome
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Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.
Exercice 1 — L'expérience de la feuille d'or
/ 4 pts- Document. « En 1909, dans le laboratoire de Rutherford, Geiger et Marsden envoient des particules alpha (chargées positivement, 7 000 fois plus lourdes qu'un électron) sur une feuille d'or de 0,0004 mm. Résultats : sur 8 000 particules, 7 999 traversent sans dévier notablement ; 1 est renvoyée vers l'arrière. » Rutherford dira : « c'est comme si vous tiriez un obus sur une feuille de papier et qu'il revenait vous frapper ». Avant cette expérience, on imaginait l'atome comme une sphère pleine et uniforme. Explique pourquoi ce résultat contredit ce modèle.
- Quelle propriété de l'atome explique que 7 999 particules sur 8 000 traversent ? Quelle propriété du noyau explique le rebond de la 8 000e ?
- Un atome d'or mesure 3 × 10−10 m de diamètre. Calcule le nombre de couches d'atomes traversées par une particule (épaisseur 0,0004 mm = 4 × 10−7 m).
- L'atome d'or est noté 19779Au. Donne sa composition (protons, neutrons, électrons) et calcule la charge de son noyau (e = 1,6 × 10−19 C).
Exercice 2 — Cinq atomes à compléter
/ 4 pts- Recopie et complète le tableau.
Atome Z A Protons Neutrons Électrons lithium 73Li 3 7 … … … azote 147N … … 7 7 … potassium K 19 … … 20 … cuivre Cu … 65 29 … … uranium 23892U … … … … … - Écris la notation AZX du potassium et du cuivre du tableau.
- Calcule la masse approximative de l'atome de cuivre 65 (masse d'un nucléon : 1,67 × 10−27 kg). Pourquoi peut-on négliger les électrons dans ce calcul ?
- Un élève affirme : « l'uranium a 92 protons et 92 neutrons, comme le carbone 12 qui a 6 et 6 ». Corrige-le et explique la règle générale pour trouver N.
Exercice 3 — Les isotopes de l'hydrogène
/ 4 pts
Explique pourquoi ces trois atomes sont le même élément chimique, et ce qui les distingue.Isotope Symbole Protons Neutrons Abondance naturelle Stabilité hydrogène (protium) 11H 1 0 99,98 % stable deutérium 21H 1 1 0,02 % stable tritium 31H 1 2 traces radioactif, période 12,3 ans - L'eau ordinaire H2O a une masse de 18 unités (2 × 1 + 16) ; l'eau lourde D2O est formée de deutérium. Calcule sa masse en unités et le pourcentage d'augmentation par rapport à l'eau ordinaire.
- Sur un million d'atomes d'hydrogène de l'eau de mer, combien sont des atomes de deutérium ? Combien y a-t-il de neutrons au total dans ces atomes de deutérium ?
- Un stock de tritium diminue de moitié tous les 12,3 ans. Quelle fraction d'un stock reste-t-il après 36,9 ans ? Le tritium restant est-il toujours de l'hydrogène ?
Exercice 4 — Les ions d'une eau minérale
/ 4 pts- Étiquette d'une eau minérale riche en magnésium (en mg/L) :
Classe les ions du tableau en cations et anions, et indique lesquels sont monoatomiques.Ion Formule Teneur (mg/L) calcium Ca2+ 549 magnésium Mg2+ 119 sodium Na+ 14 sulfate SO42− 1 530 hydrogénocarbonate HCO3− 384 chlorure Cl− 19 - Numéros atomiques : Mg 12, Ca 20, Na 11, Cl 17. Donne le nombre de protons et d'électrons de chacun des quatre ions monoatomiques.
- L'apport quotidien recommandé en magnésium est de 375 mg. Quel volume de cette eau faut-il boire pour couvrir cet apport ? Quelle masse de calcium aura-t-on absorbée en même temps ?
- Cette eau contient des milliards d'ions chargés, et pourtant elle est électriquement neutre. Explique. Peut-on alors dire qu'elle « conduit le courant » ?
Exercice 5 — Combien d'atomes dans un clou ?
/ 4 pts- Un clou en fer pèse 2,0 g. Données : atome de fer 5626Fe ; masse d'un nucléon 1,67 × 10−27 kg ; masse d'un électron 9,1 × 10−31 kg ; diamètre d'un atome de fer 2,5 × 10−10 m. Calcule la masse d'un atome de fer (deux chiffres significatifs).
- Calcule le nombre d'atomes de fer dans le clou (un chiffre significatif).
- Si l'on alignait tous ces atomes, quelle longueur obtiendrait-on ? Compare à la distance Terre-Lune (3,8 × 108 m).
- Le clou est électriquement neutre. Calcule le nombre total d'électrons qu'il contient, puis la charge totale que porteraient ces électrons s'ils étaient seuls (e = 1,6 × 10−19 C). Commente.
Ce contrôle de chimie 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Structure de l'atome » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — L'expérience de la feuille d'or/ 4 pts
- Exercice 2 — Cinq atomes à compléter/ 4 pts
- Exercice 3 — Les isotopes de l'hydrogène/ 4 pts
- Exercice 4 — Les ions d'une eau minérale/ 4 pts
- Exercice 5 — Combien d'atomes dans un clou ?/ 4 pts
Notions évaluées
Une idée ancienne, un modèle récent, Noyau et électrons : de quoi est fait un atome, Neutralité électrique et numéro atomique, Ordres de grandeur : un atome, c'est surtout du vide, Les isotopes, Les ions monoatomiques.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Structure de l'atome » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de chimie de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Structure de l'atome » du programme officiel de chimie en troisième, soit Une idée ancienne, un modèle récent, Noyau et électrons : de quoi est fait un atome, Neutralité électrique et numéro atomique, Ordres de grandeur : un atome, c'est surtout du vide.
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