T.S.1 C.I.R.A            Donné en octobre 2003         ATOMISTIQUE

EXERCICE :

Données numériques :
Constante de Planck : h = 6,63.10 ^-34 J.s
C élérité de la lumière dans le vide : c =3.10 ⁸ m.s^-1
1 eV = 1,6.10^-19 J

1) Le numéro atomique du sodium Na est Z = 11.

Donner la configuration électronique de l' atome de sodium dans son état fondamental et représenter son schéma de Lewis. Donner également la configuration électronique de l'ion sodium Na⁺.

2) Le spectre d'émission de l' atome de sodium possède une raie intense dont la longueur d' onde est mesurée égale à 589,3 nm.

Donner la relation entre l' énergie d' un photon et la longueur d' onde de la radiation correspondante.

Calculer l' énergie d' un photon de longueur d' onde = 589,3 nm. (Le résultat sera exprimé en joule puis en électron-volt).

A l'aide du diagramme simplifié des niveaux d'énergie de l'électron externe de l' atome de sodium, indiquer à quelle transition de l'électron externe correspond la raie d'émission = 589,3 nm.

3) a) Déterminer l'énergie d'ionisation de l'atome de sodium à partir de son fondamental.

b) La longueur d' onde maximale d' un photon pouvant produire cette ionisation étant _M = 242 nm, dans quel domaine (Ultra-violet, visible, Infra-rouge) se situe la lumière capable d'ioniser l'atome de sodium à partir de son état fondamental ? Justifier votre réponse, en précisant les limites du spectre de la lumière visible.