Séquence 1 • 3ème Prépa-Métiers (Cycle 4)

Constitution de la Matière & Modèle de l'Atome

Entraînement Autonome & Préparation DNB Pro

Fiche de Travaux Dirigés (TD)

8 Exercices gradués sur les atomes, molécules, neutralité électrique et structure lacunaire.

8 Exercices d'application

1 Exercice 1 : Organisation Microscopique des États

★☆☆ (États de la matière)

Associer chaque description microscopique à l'état correspondant (Solide, Liquide ou Gazeux) :
1. Les molécules sont très espacées et se déplacent à grande vitesse dans tout le récipient.
2. Les molécules sont serrées et immobiles, disposées de manière ordonnée.
3. Les molécules sont proches les unes des autres mais glissent les unes sur les autres de façon désordonnée.

2 Exercice 2 : Corps Purs & Mélanges

★☆☆ (Classification)

Classer les matières suivantes en : **Corps pur**, **Mélange homogène** ou **Mélange hétérogène** :
a) Eau distillée pure • b) Eau de mer • c) Jus d'orange avec pulpe • d) Gaz dioxygène pur.

3 Exercice 3 : Structure de l'Atome de Carbone

★☆☆ (Atome Z=6)

Le carbone est un élément chimique fondamental de symbole $\text{C}$ et de numéro atomique $Z=6$. Son noyau contient 6 neutrons.
3.1. Combien de protons possède son noyau ?
3.2. Combien d'électrons gravitent autour du noyau ? Justifier la réponse.

4 Exercice 4 : Neutralité de l'Atome de Cuivre

★★☆ (Charges électriques)

L'atome de cuivre ($\text{Cu}$) possède 29 protons de charge électrique $+e$.
4.1. Quelle est la charge électrique totale portée par son noyau ?
4.2. Quelle est la charge électrique totale de son nuage électronique ?
4.3. En déduire la charge électrique globale de l'atome de cuivre.

5 Exercice 5 : Échelle de Dimensions & Vide de l'Atome

★★☆ (Structure lacunaire)

Le diamètre moyen d'un atome est $D_{\text{atome}} = 10^{-10}\text{ m}$ ($0{,}1\text{ nm}$). Le diamètre de son noyau est $D_{\text{noyau}} = 10^{-15}\text{ m}$.
5.1. Combien de fois l'atome est-il plus grand que son noyau ?
5.2. Si le noyau était représenté par une bille de $1\text{ mm}$ de diamètre posée au centre d'un stade, à quelle distance se trouveraient les premiers électrons ?

6 Exercice 6 : Analyse de Formules Moléculaires

★★☆ (Molécules)

Indiquer le nom et le nombre exact de chaque type d'atome présent dans :
• La molécule de glucose : $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$
• La molécule de propane : $\text{C}_3\text{H}_8$
• La molécule d'acide sulfurique : $\text{H}_2\text{SO}_4$

7 Exercice 7 : Conservation de la Matière (Lavoisier)

★★☆ (Équation chimique)

On réalise la combustion complète d'un morceau de charbon de bois (carbone $\text{C}$) dans du dioxygène $\text{O}_2$. Il se forme du dioxyde de carbone $\text{CO}_2$.
7.1. Écrire l'équation de la réaction chimique.
7.2. Si l'on brûle $12\text{ g}$ de carbone avec $32\text{ g}$ de dioxygène, quelle masse totale de dioxyde de carbone obtient-on ? Justifier.

8 Exercice 8 : Volume et Composition de l'Air d'un Atelier (Type Brevet)

★★★ (Synthèse Brevet)

Un atelier professionnel a les dimensions suivantes : longueur $L = 10\text{ m}$, largeur $l = 6\text{ m}$, hauteur $h = 3\text{ m}$.
8.1. Calculer le volume total d'air $V$ de l'atelier en $\text{m}^3$.
8.2. Calculer le volume de dioxygène ($\text{O}_2$) présent dans cet atelier ($21\%$ du volume total).
8.3. Calculer le volume de diazote ($\text{N}_2$) présent ($78\%$ du volume total).