Aurélie 08/03

devoir de révision seconde


représentations de Lewis, principe d'inertie



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Exercice1 : 9,5 points

On considère le corps de formule brute C4H11N.

  1. Donner la définition du mot "isomères".
  2. Déterminer la structure électronique de chacun des atomes constituant ce corps.
  3. Donner le nombre d'électrons et de doublets périphériques de la molécule.
  4. Combien de liaisons covalentes ces atomes doivent-ils établir pour obtenir une structure en duet ou en octet?
  5. Donner les représentations de Lewis ainsi que les formules semi développées de tous les isomères correspondant à cette formule brute. 

corrigé
deux isomères ont même formule brute mais des formules développées différentes.

structure électronique :

l'atome de carbone compte 6 électrons répartis de la manière suivante :

2 sur le niveau n=1 et 4 sur le deuxième niveau : K2L4;

4 électrons externes, donc il en manque 4 pour obtenir un octet : l'octet est obtenu lorsque l'atome de carbone forme 4 liaisons.

l'atome d'azote compte 7 électrons répartis de la manière suivante :

2 sur le niveau n=1 et 5 sur le deuxième niveau : K2L5;

5 électrons externes, donc il en manque 3 pour obtenir un octet : l'octet est obtenu lorsque l'atome d'azote forme 3 liaisons.

l'atome d'hydogène compte un seul électron.

il en manque 1 pour obtenir un duet : le duet est obtenu lorsque l'atome d'hydrogène forme une liaison.




Exercice 2 : 3,5 points

On considère la molécule de formule brute C2H4O2.

  1. Donner les ions correspondants aux atomes d'hydrogène et d'oxygène.
  2. Donner le nombre d'électrons et de doublets périphériques de la molécule.
  3. Combien de liaisons covalentes ces atomes doivent-ils établir pour obtenir une structure en duet ou en octet?
  4. Donner les représentations de Lewis ainsi que les formules semi développées de tous les isomères correspondant à cette formule brute.
Données :
atome
symbole
n° atomique
hydrogène
H
1
carbone
C
6
azote
N
7
oxygène
O
8
chlore
Cl
17


corrigé
ion hydrure H- et ion oxyde O2-.

structure électronique :

l'atome de carbone compte 6 électrons répartis de la manière suivante :

2 sur le niveau n=1 et 4 sur le deuxième niveau : K2L4;

4 électrons externes, donc il en manque 4 pour obtenir un octet : l'octet est obtenu lorsque l'atome de carbone forme 4 liaisons.

l'atome d'oxygène compte 8 électrons répartis de la manière suivante :

2 sur le niveau n=1 et 6 sur le deuxième niveau : K2L6;

6 électrons externes, donc il en manque 2 pour obtenir un octet : l'octet est obtenu lorsque l'atome d'oxygène forme 2 liaisons.

l'atome d'hydogène compte un seul électron.

il en manque 1 pour obtenir un duet : le duet est obtenu lorsque l'atome d'hydrogène forme une liaison.



Exercice 3 : 3,5 points

Dans le référentiel héliocentrique ayant pour corps de référence le soleil, on suppose que la terre a un mouvement circulaire autour du soleil. Le rayon de sa trajectoire est de 1,5.1011 mètres.

  1. Le mouvement de la terre est il uniforme ?
  2. Sachant qu'elle effectue un tour en 365,25 jours, exprimer et calculer la vitesse du centre de la terre en km.s-1.

Donnée : C = 2pR


corrigé
dans le référentiel héliocentrique, le mouvement de la terre est uniforme ( norme de la vitesse constante)

durée : 365,25 * 24 *3600 =3,156 107 s.

circonférence : 2*3,14*1,5 108 = 9,42 108 km

vitesse : 9,42 108 / 3,156 107 = 29,8 km s-1.



Exercice 4 : 3,5 points

Un modéliste fait voler un hélicoptère télécommandé. On se propose d'étudier certaines phases du vol.

Première partie : mouvement ascendant

L'hélicoptère quitte le sol verticalement sans vitesse initiale. L'action de l'air sur les pales a les mêmes effets qu'une force verticale dirigée vers le haut d'intensité constante f = 72 N. Dans cette phase, cette force permet à l'hélicoptère de s'élever.

  1. Enoncer le principe de l'inertie.
  2. Le mouvement de l'hélicoptère est-il uniforme ? Que dire alors des forces qui s'exercent ?
  3. Définir et représenter sur un schéma les forces qui s'exercent sur l'hélicoptère dans le référentiel terrestre. Le poids est-il supérieur, inférieur ou égal à 72 N.

Deuxième partie : chute de l'hélicoptère

Après quelques évolutions, la "direction du mouvement" de l'hélicoptère dans le référentiel terrestre est donnée par la droite AB. Le modéliste arrête le moteur lorsque l'hélicoptère atteint le point B. L'hélicoptère se comporte alors comme un caillou assimilé à un point G (voir la figure ci-contre). Dans cette phase, on ne tient pas compte des effets de l'air.

 

 

Quelle est la trajectoire de l'hélicoptère ? Justifier votre réponse.
- cas n°1 : il tombe tout de suite verticalement ;

- cas n°2 : il continue en ligne droite dans la direction du mouvement au moment de l'arrêt du moteur et tombe ensuite verticalement ;

- cas n°3 : il prend une trajectoire incurvée .


corrigé
principe d'inertie : tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.

l'hélicoptère est soumis à deux forces : son poids , vertical vers le bas et la force f , verticale vers le haut ;

l'hélicoptère s'élève donc la force f est supérieure au poids

les deux forces ne se compensent pas, le mouvement n'est pas uniforme.


après l'arrêt du moteur l'hélicoptère prend une trajectoire incurvée, identique à celle d'une chute libre avec vitesse initiale

l'hélicoptère n'est soumis qu'à son poids, vertical vers le bas : le poids modifie la vitesse et la trajectoire.





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