De l'atome à l'Univers

Compter le nombre total d'atomes dans chacune des molécules suivantes :

• Méthane CH₄
• Ammoniac NH₃
• Glucose C₆H₁₂O₆
• Acide sulfurique H₂SO₄

Pour chaque ion, préciser s'il s'agit d'un cation ou d'un anion, et combien d'électrons ont été gagnés ou perdus par l'atome.

• Al³⁺
• Cl⁻
• O²⁻
• Ca²⁺

La taille (diamètre) d'un atome est ~ 10⁻¹⁰ m. Une cellule humaine mesure ~ 10⁻⁵ m. Le rayon de la Terre est ~ 6,4 × 10⁶ m.

1. Combien d'atomes peut-on aligner sur le diamètre d'une cellule ?
2. Combien de cellules peut-on aligner sur le rayon de la Terre ?

Pour chaque atome, identifier l'élément à partir de Z.

• Atome A : Z = 8
• Atome B : Z = 11
• Atome C : Z = 6
• Atome D : Z = 26

Préciser combien d'électrons possède chacun.

Pour chaque entité, indiquer s'il s'agit d'un atome, d'une molécule, d'un cation ou d'un anion. Justifier en une phrase.

• Cu
• Cu²⁺
• H₂O
• HO⁻
• SO₄²⁻
• NH₄⁺
• N₂

Le rover martien Perseverance a parcouru la planète Mars depuis 2021. Mars est la 4ᵉ planète du système solaire, à environ $d = 2{,}3 \times 10^{11}\ \text{m}$ du Soleil (en moyenne).

1. Le rover a analysé un échantillon contenant du dioxyde de carbone CO₂. Combien d'atomes contient cette molécule ? De quels éléments ?
2. On a aussi détecté l'ion sulfate SO₄²⁻. Cet ion provient-il d'un groupe d'atomes qui a perdu ou gagné des électrons ? Combien ? S'agit-il d'un cation ou d'un anion ?
3. La lumière du Soleil met environ 8 minutes pour parcourir la distance Terre-Soleil de 1,5 × 10¹¹ m. Calculer la vitesse de la lumière. (rappel : 8 min = 480 s)