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INITIATION A LA CHIMIE THEORIQUE – ATOMISTIQUE

CONTROLE CONTINU

Les alcalino-terreux

On connaît actuellement 6 éléments appartenant à cette famille qui sont (classés par ordre croissant de leur numéro atomique) : Béryllium – Magnésium - Calcium – Strontium – Baryum et Radium.

1) Quelle colonne de la classification périodique occupe la famille des alcalino-terreux ?

2) Donnez à chacun son numéro atomique et sa configuration électronique.

3) Un autre élément devrait normalement appartenir à cette famille mais en a été exclu. Lequel et pour quelle raison ?

4) Si l’on réussit un jour à obtenir un septième alcalino-terreux quels seront son numéro atomique et sa configuration électronique ?

5) Quel type d’ion donnent les alcalino-terreux ?

6) Quelles sont les formules des oxydes des alcalino-terreux sachant qu’il s’agit de composés ioniques ?

7) Ces oxydes sont-ils acides ou basiques ?

8) Les alcalino-terreux ont des énergies de première ionisation " anormalement élevées " et des affinités électroniques " anormalement faibles ". Comment peut on expliquer simplement ces deux " anomalies " ?

9) Le Béryllium Be ne possède qu’un seul isotope stable. Sa masse molaire atomique est 9,012 g mol^-1.

a) Calculez l’énergie de cohésion de cet isotope stable, en J mol^-1 puis en MeV par noyau puis en MeV par nucléon.

b) On a sommairement représenté la courbe d’Aston. Complétez ce schéma en indiquant les grandeurs représentées (et leurs unités !) en abscisses et en ordonnée. Que représentent les deux traits horizontaux ? Placer approximativement cet isotope sur la courbe. Fait-il parti des isotopes les plus stables  ? Si non, par quel type de processus peut-il se stabiliser ?

c) Cet isotope est utilisé comme " générateur de neutrons " dans l’industrie nucléaire. Un atome de cet isotope fixe en effet une particule a , un neutron est libéré et il se forme un autre noyau dont on précisera la nature exacte. Ecrire la transformation correspondante et dire si elle est en accord avec la réponse à la question 9-b)

 Il existe également trois isotopes radioactifs du Béryllium ⁷Be , ⁸Be et ¹⁰Be.

d) L'isotope ⁸Be est émetteur de type a ce qui peut paraître surprenant puisque ce type de radioactivité est généralement observé pour les atomes lourds de Z>84. Qu’a-t-il de particulier qui justifie cette forme de radioactivité ? Ecrire la réaction nucléaire correspondante.

e) Les deux autres isotopes sont des émetteurs de type b. Attribuez à chacun son type de radioactivité b⁺ ou b^- en justifiant simplement la réponse. Ecrire les réactions nucléaires correspondantes.

10) Le Magnésium (Z=12) possède trois isotopes stables ²⁴Mg, ²⁵Mg et ²⁶Mg leurs abondances naturelles sont respectivement : 78,6% - 10,1 % et 11,3% . Calculer la masse molaire atomique approchée du Magnésium et expliquer pourquoi le résultat obtenu n’est qu’approximatif.