Du macro au microscopique, de l'espèce chimique à l'entité

Pour chaque type d'entité, indiquer la formule qui correspond parmi : Zn, Zn²⁺, SO₄²⁻, SO₂.

• Molécule → ?
• Anion → ?
• Cation → ?
• Atome → ?

L'écriture conventionnelle du noyau de l'atome de platine est ${}^{195}_{\ 78}\text{Pt}$.

Donner la composition du noyau de cet atome.

a. Compléter le tableau de composition d'atomes et d'ions :

b. Donner la notation symbolique (sous la forme ${}^{A}_{Z}\text{X}$, avec la charge éventuelle) pour chacune de ces entités :

Le noyau de l'atome d'antimoine Sb possède 121 nucléons, dont 70 sont des neutrons.

Établis l'écriture conventionnelle du noyau de cet atome.

La couleur rouge de la surface de Mars est due, entre autres, à la présence d'oxyde de fer III, un solide ionique constitué d'ions fer III et d'ions oxyde.

1. L'ion fer III est issu d'un atome de fer ${}^{56}_{26}\text{Fe}$ qui a perdu 3 électrons. Donner la composition et la formule de cet ion. Cation ou anion ?

2. Mêmes questions pour l'ion oxyde, issu d'un atome d'oxygène ${}^{16}_{\ 8}\text{O}$ qui a gagné 2 électrons.

3.

• a. Quelle est la charge électrique globale de l'oxyde de fer III ?
• b. Quelle proportion d'ions fer III et d'ions oxyde faut-il pour respecter cette charge ?
• c. Donner l'écriture symbolique du solide.

4. Un solide vert pâle de formule FeCl₂ contient des ions chlorure Cl⁻.

• a. Expliquer comment s'est formé l'ion chlorure à partir de l'atome de chlore.
• b. L'ion fer III est-il présent dans ce solide ? Justifier.

Un atome de plomb (208 nucléons) peut être modélisé par une sphère de rayon $R = 180\ \text{pm}$ ; sa masse est concentrée dans le noyau.

Données : $m_{\text{nucléon}} = 1{,}67 \times 10^{-27}\ \text{kg}$ ; 1 pm = 10⁻¹² m ; volume d'une sphère $V = \tfrac{4}{3}\pi R^{3}$.

1. Exprimer puis calculer la masse $m$ de l'atome (assimilée à celle de son noyau) et son volume $V$.

2. Calculer la masse volumique $\rho_{\text{atome}}$ de l'atome et la comparer à la masse volumique du plomb $\rho_{\text{Pb}} = 11\,350\ \text{kg}\cdot\text{m}^{-3}$. Conclure.

Le chrome est l'élément chimique de symbole Cr, avec $Z = 24$ et $A = 52$. Le chrome, métal de transition, fait briller les pare-chocs et entre dans la composition de nombreuses peintures. Son nom vient du grec khrôma, « couleur », en référence aux couleurs vives de ses composés.

1. Établir l'expression littérale du nombre de neutrons $N$, puis calculer sa valeur.
2. Écrire la notation symbolique de cet atome.
3. Indiquer la composition de cet atome (protons, neutrons, électrons).

Certaines pièces de voiture peuvent rouiller : la rouille est en fait de l'oxyde de fer III. Le chrome est utilisé pour les protéger. L'ion oxyde est issu de l'atome d'oxygène (O, Z = 8) qui gagne deux électrons.

4. a. Cation ou anion ? Justifier.
   b. Écrire l'écriture symbolique de cet ion.

L'oxyde de fer III est un solide ionique constitué d'ions ferrique Fe³⁺ et d'ions oxyde O²⁻.

5. Déterminer la formule de ce solide ionique. Justifier.