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1. Quel est la trajectoire de Météosat dans le

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1. Quel est la trajectoire de Météosat dans le référentiel Terrestre (lié à la surface de la Terre) ? Justifier.
La trajectoire de Météosat est un point dans le référentiel terrestre : en effet, le satellite (qui est
géostationnaire) paraît immobile.
2. Quelle trajectoire le satellite parcourt-il autour de la Terre ? Donner l’expression littérale de la
longueur l de cette trajectoire, et montrer qu’elle vaut l  2,649.108 m .
La trajectoire de Météosat est circulaire dans le référentiel géocentrique.
l  2π( RT  h )  2  π  ( 6378137  35786000 )  2,649.108 m
3. Que vaut la période de révolution de Météosat 9 autour de la Terre ?
La période de révolution de Météosat autour de la Terre est égale à la période de rotation de la Terre
sur elle-même : 23h 56min et 4,084s
4. En déduire sa vitesse dans le référentiel géocentrique, exprimée en m.s 1 .
l
2,649.10 8
v 
 3075m.s 1
T 23  3600  56  60  4,084
5. Calculer la force gravitationnelle exercée par la Terre sur Météosat 9 :
a. Lorsque celui-ci était encore à la surface de la Terre ;
m  MT
2,00.10 3  5,9736.10 24
11
Fsurface  G 

6,67.10

 1,96.10 4 N
2
6 2
RT
( 6,378137.10 )
b. Lorsque le satellite s’est retrouvé sur son orbite géostationnaire. Représenter cette force sur le
schéma du document 2, sans souci d’échelle.
m  MT
2,00.10 3  5,9736.10 24
11
Fgéostat  G 

6,67.10

 448N
( RT  h )2
( 6,378137.106  3,5786.107 )2
Doc. 2 : représentation d’une orbite géostationnaire
h
RT
1. Identification de l’élément inconnu :
a. Donner la structure électronique du fluor.
2
7
F( Z  9 ) :  K   L 
b. À quelle famille chimique appartient-il ?
Il appartient à la famille des halogènes
c. D’après la description de l’élément inconnu, donner sa structure électronique (justifier !).
L’élément inconnu est sur la troisième ligne de la classification, sa couche externe est donc la
couche M
Il a des propriétés chimiques très proches de celles du fluor, il appartient donc à la même
famille que le fluor, c’est-à-dire les halogènes (avant-dernière colonne) ; il aura le même
nombre d’électrons périphériques que le fluor, soit 7 électrons.
2
8
7
Structure électronique de l’élément inconnu :
 K   L  M 
d. En déduire son numéro atomique et de quel élément il s’agit.
Le numéro atomique de l’élément inconnu est Z  2  8  7  17 , il s’agit du chlore.
2. Identification de l’ion monoatomique formé par l’élément inconnu :
a. Pourquoi cet élément ne reste pas à l’état atomique et se retrouve donc sous forme moléculaire
ou ionique ?
Cet élément ne reste pas à l’état atomique car sa structure électronique n’est pas stable (il n’a
pas de structure en duet ou en octet).
b. Comment appelle-t-on les éléments qui sont stables chimiquement ?
Les éléments stables chimiquement sont les gaz nobles.
c. Lorsque l’élément inconnu forme un ion monoatomique, quelle règle de stabilité respecte-t-il
alors ?
Lorsqu’il forme un ion monoatomique, le chlore respecte la règle de l’octet.
d. Quel ion monoatomique est formé par cet élément inconnu ?
Pour respecter la règle de l’octet, le chlore doit gagner 1 électron : il donne alors l’ion chlorure
2
8
8
Cl  de structure  K   L   M  .
1. Pour l’atome inconnu X 1 , calculer :
a. Le nombre de protons ;
Soit Z1 le nombre de protons de cet atome : Z1 
Q1 1,6.10 19

1
e 1,6.10 19
b. Le nombre de nucléons ;
Soit A1 le nombre de nucléons de cet atome : A1 
m1
mnucléon

1,67.10 27
1
1,67.10 27
c. Le nombre de neutrons contenus dans son noyau.
Soit A1 – Z1 le nombre de neutrons : A1  Z1  1  1  0
cet atome n’a pas de neutron
2. Que peut-on dire du nombre de protons des atomes X 2 et X3, par rapport au nombre de protons de X 1 ?
Expliquez.
L’énoncé dit que pour X2 et X3, Q2 = Q3 = Q1 : ces deux noyaux ont la même charge électrique que le
noyau de X1, ils ont donc le même nombre de protons que X1, c’est-à-dire 1 proton.
3. Compléter le tableau de l’annexe.
Nombre de nucléons
(noté A )
Nombre de protons
(noté Z )
Nombre de neutrons
(noté A - Z )
X1
X2
X3
1
2
3
1
1
1
0
1
2
4. Dans l’écriture ZA X , que représentent X, Z et A ?
X représente le symbole chimique de l’élément, Z le nombre de protons et A le nombre de nucléons.
5. Écrire les trois atomes inconnus X 1 , X 2 et X 3 selon cette écriture, en donnant le bon symbole
chimique.
1
2
3
Atome X1 :
atome X2 :
atome X3 :
1H
1H
1H
6. En comparant la composition du noyau de ces trois atomes, quel est leur point commun, quelles sont
leurs différences ? Comment peut-on alors qualifier ces trois atomes ?
Leur point commun est qu’ils ont le même nombre de protons, donc le même numéro atomique, ils
appartiennent en fait au même élément (l’hydrogène).
Leurs différence est qu’ils n’ont pas le même nombre de neutrons, donc pas le même nombre de
nucléons.
De tels atomes sont des isotopes.
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