QCM : Atome et classification périodique — 33 questions

Questions et réponses du QCM

1. Comment les niveaux d’organisation de la matière sont-ils ordonnés lorsqu’on passe des structures les plus grandes aux plus petites ?

Par dimension croissante et énergie de dissociation croissante
Par dimension décroissante et énergie de dissociation croissante
Par dimension croissante et énergie de dissociation décroissante
Par dimension décroissante et énergie de dissociation décroissante

Par dimension décroissante et énergie de dissociation croissante

Explication

Les niveaux d’organisation sont classés selon une dimension qui diminue, tandis que l’énergie nécessaire à leur dissociation augmente.

2. Quelle description correspond à un atome ?

Une structure d’environ 10⁻¹⁵ m formée uniquement de nucléons
Une structure d’environ 10⁻⁵ m formée d’électrons et de molécules
Une structure d’environ 10⁻¹⁰ m formée uniquement de quarks
Une structure d’environ 10⁻¹⁰ m formée d’un noyau et d’un cortège électronique

Une structure d’environ 10⁻¹⁰ m formée d’un noyau et d’un cortège électronique

Explication

Un atome mesure environ 10⁻¹⁰ m, soit 1 Ångström, et comprend un noyau entouré d’un cortège électronique.

3. Un proton et un neutron appartiennent à quelle catégorie de particules selon leur composition en quarks ?

Les bosons, formés de deux quarks
Les mésons, formés de deux quarks
Les baryons, formés de trois quarks
Les leptons, formés de trois quarks

Les baryons, formés de trois quarks

Explication

Le proton et le neutron sont des baryons, car les baryons sont constitués de trois quarks. Les mésons, eux, sont formés de deux quarks.

4. Quelle affirmation définit le mieux les interactions fondamentales ?

Des niveaux d’énergie associés uniquement aux électrons
Des forces qui assurent la cohésion de la matière et se répartissent en quatre catégories
Des particules qui composent exclusivement les noyaux atomiques
Des transformations chimiques responsables de la formation des molécules

Des forces qui assurent la cohésion de la matière et se répartissent en quatre catégories

Explication

Les interactions fondamentales sont les forces responsables de la cohésion de la matière et sont réparties en quatre catégories.

5. Quelle caractéristique correspond à l’interaction nucléaire forte ?

Elle agit sur les électrons, les protons et les neutrons, avec une portée très courte
Elle agit sur les particules chargées, a une portée infinie et est médiée par le photon
Elle agit sur les quarks, a une très courte portée et est médiée par le gluon
Elle agit sur toutes les particules, a une portée infinie et est associée au graviton

Elle agit sur les quarks, a une très courte portée et est médiée par le gluon

Explication

L’interaction nucléaire forte agit sur les quarks, possède une portée inférieure à 10⁻¹⁵ m et est médiée par le gluon.

6. Quelle interaction peut agir à distance infinie sur les particules chargées et est médiée par le photon ?

L’interaction nucléaire forte
L’interaction électromagnétique
L’interaction gravitationnelle
L’interaction nucléaire faible

L’interaction électromagnétique

Explication

L’interaction électromagnétique agit sur les particules chargées, possède une portée infinie et est médiée par le photon.

7. Quelle comparaison entre les interactions nucléaire forte et gravitationnelle est correcte ?

La force gravitationnelle est 10⁴⁰ fois plus intense que la force nucléaire forte
La force nucléaire forte est 10⁴⁰ fois moins intense que la force gravitationnelle
Les deux forces ont une intensité relative identique
La force nucléaire forte est 10⁴⁰ fois plus intense que la force gravitationnelle

La force nucléaire forte est 10⁴⁰ fois plus intense que la force gravitationnelle

Explication

La force nucléaire forte sert de référence d’intensité relative 1, tandis que l’interaction gravitationnelle a une importance relative de 10⁻⁴⁰.

8. Quelle organisation décrit correctement la structure générale d’un atome ?

Un noyau et un cortège électronique répartis uniformément dans l’espace
Un noyau périphérique contenant les électrons dans sa partie centrale
Un cortège électronique central entouré d’un noyau périphérique
Un noyau central entouré d’un cortège électronique périphérique

Un noyau central entouré d’un cortège électronique périphérique

Explication

L’atome est supposé sphérique et comprend un noyau central ainsi qu’un cortège électronique situé à sa périphérie.

9. Pourquoi un atome est-il électriquement neutre ?

Parce qu’il contient davantage d’électrons que de protons
Parce que ses neutrons compensent directement la charge des électrons
Parce qu’il contient autant de protons positifs que d’électrons négatifs
Parce qu’il ne contient aucune particule chargée

Parce qu’il contient autant de protons positifs que d’électrons négatifs

Explication

La neutralité électrique résulte de l’égalité entre le nombre de protons positifs et le nombre d’électrons négatifs. Un déséquilibre entre ces nombres caractérise un ion.

10. Quelle grandeur caractérise l’élément chimique auquel appartient un atome ?

Le nombre de protons Z dans son noyau
Le rayon du cortège électronique
Le nombre de niveaux quantifiés d’énergie des électrons
Le nombre total d’électrons présents dans son cortège

Le nombre de protons Z dans son noyau

Explication

Le nombre de protons Z définit l’élément chimique. Les niveaux quantifiés d’énergie des électrons caractérisent plutôt l’atome considéré.

11. Dans la notation nucléaire 15A_ZX, que repr39sentent respectivement A, Z et A 34 Za0?

A est le nombre de neutrons, Z celui des nucle9ons et A 34 Z celui des protons
A est le nombre de protons, Z celui des neutrons et A 34 Z celui des nucle9ons
A est le nombre total de9lectrons, Z celui des protons et A 34 Z celui des neutrons
A est le nombre total de nucle9ons, Z celui des protons et A 34 Z celui des neutrons

A est le nombre total de nucle9ons, Z celui des protons et A 34 Z celui des neutrons

Explication

A compte tous les nucle9ons, Z compte les protons et la diffe9rence A 34 Z donne le nombre de neutrons.

12. Deux noyaux posse8dent le meame nombre de protons, mais des nombres de neutrons diffe9rents. Quelle relation existe-t-il entre euxa0?

Ce sont des particules de meame masse mais de charges diffe9rentes
Ce sont des ions du meame e9le9ment
Ce sont des isotopes du meame e9le9ment
Ce sont deux e9le9ments ayant le meame isotope

Ce sont des isotopes du meame e9le9ment

Explication

Des isotopes appartiennent au meame e9le9ment, donc posse8dent le meame Z, mais diffe8rent par leur nombre de neutrons.

13. Quelle affirmation caracte9rise correctement les isotopes de9un meame e9le9menta0?

Ils occupent des cases diffe9rentes et sont tous radioactifs
Ils occupent la meame case et sont tous stables
Ils ont ne9cessairement le meame nombre de neutrons
Ils occupent la meame case et peuvent eatre stables ou radioactifs

Ils occupent la meame case et peuvent eatre stables ou radioactifs

Explication

Les isotopes ont le meame nombre de protons et correspondent donc e0 la meame case du tableau pe9riodique. Selon leur noyau, ils peuvent eatre stables ou radioactifs.

14. Quelle valeur correspond e0 un e9lectron-volta0?

1,602 d7 10b9b9 J
1,602 d7 10b9b9 eV
6,626 d7 10b3b4 J
9,31 d7 10b2b9 J

1,602 d7 10b9b9 J

Explication

Le9lectron-volt vaut 1,602 d7 10b9b9 joule et constitue une unite9 courante de le9nergie en physique nucle9aire.

15. Quelle relation permet de calculer le9nergie associe9e e0 une masse ma0?

E = m/cb2
E = m + cb2
E = mcb2
E = c/mb2

E = mcb2

Explication

La relation masse-e9nergie est E = mcb2, avec E en joules, m en kilogrammes et c la vitesse de la lumie8re.

16. Quelle comparaison entre la conversion de la masse de9un proton et le9nergie de liaison nucle9aire est correctea0?

La conversion libe8re environ 8,5 MeV, tandis que la liaison vaut toujours 931 MeV
La conversion libe8re environ 931 MeV, tandis que la liaison varie de 1 e0 8,5 MeV
La conversion et la liaison libe8rent toutes deux exactement 931 MeV
La conversion libe8re environ 1 MeV, tandis que la liaison atteint 931 MeV

La conversion libe8re environ 931 MeV, tandis que la liaison varie de 1 e0 8,5 MeV

Explication

La conversion comple8te de la masse de9un proton libe8re environ 931 MeV, alors que le9nergie de liaison des nucle9ons varie de 1 e0 8,5 MeV selon les atomes.

17. Un photon est e9mis lors du passage de9un e9lectron entre deux niveaux de9e9nergie. Quelle expression donne son e9nergiea0?

94E = E_n + E_m = hbd
94E = |E_n 34 E_m|/bd = hcbb
94E = E_n/E_m = hbd/c
94E = |E_n 34 E_m| = hbd = hc/bb

94E = |E_n 34 E_m| = hbd = hc/bb

Explication

Le9nergie du photon correspond e0 la valeur absolue de la diffe9rence entre les deux niveauxa0: 94E = |E_n 34 E_m| = hbd = hc/bb.

18. Pour le9atome de9hydroge8ne, comment varie le9nergie du niveau principal na0?

E_n = 34E_{1,H}/nb2
E_n = E_{1,H}/n
E_n = 34E_{1,H}nb2
E_n = E_{1,H}nb2

E_n = 34E_{1,H}/nb2

Explication

Pour le9hydroge8ne, E_n = 34E_{1,H}/nb2, avec E_{1,H} = 13,6 eV. Le9nergie est donc ne9gative et se rapproche de ze9ro lorsque n augmente.

19. Quelle description correspond e0 le9tat fondamental de9un atomea0?

Le9tat de plus haute e9nergie, associe9 e0 n = 0
Le9tat excite9 le plus proche de le9nergie nulle, associe9 e0 n = 0
Le9tat ionise9, associe9 e0 n = 1
Le9tat de plus basse e9nergie, associe9 e0 n = 1

Le9tat de plus basse e9nergie, associe9 e0 n = 1

Explication

Le9tat fondamental est le9tat de plus basse e9nergie de le9atome et correspond e0 n = 1.

20. Quels nombres quantiques de9crivent le9tat de9un e9lectron dans un atome polye9lectroniquea0?

l, m_l, m_s et Z
A, Z, n et l
n, p, q et r
n, l, m_l et m_s

n, l, m_l et m_s

Explication

Le9tat de9un e9lectron dans un atome polye9lectronique est de9crit par les quatre nombres quantiques n, l, m_l et m_s.

21. Quelle combinaison respecte les domaines de valeurs des nombres quantiques n et la0?

n = 341 et l = 0
n = 0 et l = 0
n = 3 et l = 1
n = 2 et l = 2

n = 3 et l = 1

Explication

n est un entier strictement positif et l varie de 0 e0 n 34 1. Pour n = 3, l = 1 est donc permis, contrairement aux autres couples propose9s.

22. Quels nombres quantiques définissent une orbitale atomique, par opposition à l’état quantique complet d’un électron ?

Le triplet (n, l, mₛ) pour l’orbitale et le quadruplet (n, l, mₗ, mₛ) pour l’électron
Le quadruplet (n, l, mₗ, mₛ) pour l’orbitale et le triplet (n, l, mₗ) pour l’électron
Le doublet (n, l) pour l’orbitale et le triplet (n, l, mₗ) pour l’électron
Le triplet (n, l, mₗ) pour l’orbitale et le quadruplet (n, l, mₗ, mₛ) pour l’électron

Le triplet (n, l, mₗ) pour l’orbitale et le quadruplet (n, l, mₗ, mₛ) pour l’électron

Explication

Une orbitale est définie par n, l et mₗ. L’état complet d’un électron exige en plus le nombre quantique de spin mₛ.

23. Combien d’orbitales atomiques dégénérées possède une sous-couche caractérisée par l = 2 ?

Deux orbitales
Trois orbitales
Cinq orbitales
Sept orbitales

Cinq orbitales

Explication

Une sous-couche de nombre quantique azimutal l possède 2l + 1 orbitales. Pour l = 2, cela donne 2 × 2 + 1 = 5.

24. Quelle situation viole le principe d’exclusion de Pauli dans un même atome ?

Deux électrons occupent une même orbitale avec des spins opposés
Deux orbitales dégénérées contiennent chacune un électron célibataire
Deux électrons possèdent les quatre mêmes nombres quantiques
Deux électrons appartiennent à deux sous-couches différentes

Deux électrons possèdent les quatre mêmes nombres quantiques

Explication

Le principe de Pauli interdit que deux électrons d’un même atome aient simultanément les quatre mêmes nombres quantiques.

25. Selon la règle de Klechkowski, quelle sous-couche est remplie en premier entre 4d et 5s ?

5s, car n + l vaut 5 contre 6 pour 4d
4d, car l vaut 2 contre 0 pour 5s
4d, car son nombre n est plus petit
Les deux sous-couches sont toujours remplies simultanément

5s, car n + l vaut 5 contre 6 pour 4d

Explication

Pour 5s, n + l = 5, tandis que pour 4d, n + l = 6. La sous-couche 5s est donc remplie en premier.

26. Pourquoi les électrons de valence jouent-ils un rôle central dans les propriétés chimiques d’un élément ?

Parce qu’ils participent aux liaisons et aux réactions chimiques
Parce qu’ils déterminent uniquement la masse de l’atome
Parce qu’ils sont fortement liés au noyau et restent toujours internes
Parce qu’ils sont nécessairement tous appariés

Parce qu’ils participent aux liaisons et aux réactions chimiques

Explication

Les électrons de valence comprennent ceux de la couche externe et des sous-couches en remplissage; ils participent aux liaisons et aux réactions, contrairement aux électrons de cœur.

27. Laquelle décrit correctement les électrons de cœur ?

Ce sont uniquement les électrons de la sous-couche en cours de remplissage
Ce sont les électrons périphériques qui participent aux réactions
Ce sont les électrons fortement liés au noyau qui ne participent pas aux liaisons
Ce sont les électrons non appariés responsables du paramagnétisme

Ce sont les électrons fortement liés au noyau qui ne participent pas aux liaisons

Explication

Les électrons de cœur ne sont pas des électrons de valence; ils sont fortement liés au noyau et ne participent ni aux liaisons ni aux réactions chimiques.

28. Un ion possède uniquement des électrons appariés et un nombre quantique magnétique total de spin Mₛ = 0. Quelle est sa nature magnétique ?

Paramagnétique
Diamagnétique
Antiferromagnétique
Ferromagnétique

Diamagnétique

Explication

Un atome ou un ion est diamagnétique lorsque tous ses électrons sont appariés et que Mₛ = 0.

29. Quel critère permet d’identifier un atome ou un ion paramagnétique ?

Tous ses électrons sont appariés et Mₛ = 0
Il possède au moins un électron non apparié et Mₛ est différent de 0
Son numéro atomique est nécessairement pair
Il ne possède aucun électron de valence

Il possède au moins un électron non apparié et Mₛ est différent de 0

Explication

Le paramagnétisme est lié à la présence d’au moins un électron non apparié, ce qui correspond à un nombre total de spin Mₛ différent de zéro.

30. Quel principe organise les éléments dans la classification périodique ?

Un classement par nombre décroissant d’électrons de valence
Un classement par masse atomique décroissante
Un classement par énergie décroissante des orbitales
Un classement par ordre croissant du numéro atomique Z

Un classement par ordre croissant du numéro atomique Z

Explication

Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant. Cette organisation traduit le remplissage progressif des sous-couches électroniques.

31. Que représente une période dans la classification périodique ?

Un ensemble d’éléments ayant exactement le même nombre d’électrons
Le remplissage d’une nouvelle couche électronique caractérisée par une valeur de n
Une famille dont les éléments possèdent toujours le même nombre de neutrons
Le remplissage successif de toutes les sous-couches d’un même bloc

Le remplissage d’une nouvelle couche électronique caractérisée par une valeur de n

Explication

Chaque période correspond au remplissage d’une nouvelle couche électronique, définie par une valeur du nombre quantique principal n.

32. Quelles colonnes correspondent respectivement au bloc d et au bloc p ?

Le bloc d regroupe les colonnes 2 à 11 et le bloc p les colonnes 12 à 17
Le bloc d regroupe les colonnes 3 à 12 et le bloc p les colonnes 13 à 18
Le bloc d regroupe les colonnes 13 à 18 et le bloc p les colonnes 1 à 2
Le bloc d regroupe les colonnes 1 à 2 et le bloc p les colonnes 3 à 12

Le bloc d regroupe les colonnes 3 à 12 et le bloc p les colonnes 13 à 18

Explication

Le bloc d comprend les colonnes 3 à 12, tandis que le bloc p comprend les colonnes 13 à 18.

33. Pourquoi les éléments d’une même colonne ont-ils généralement des propriétés chimiques voisines ?

Ils possèdent le même numéro atomique
Ils ont la même masse atomique
Ils possèdent une structure électronique de valence similaire
Ils appartiennent nécessairement à la même période

Ils possèdent une structure électronique de valence similaire

Explication

Les éléments d’une même colonne possèdent une même structure électronique de valence, ce qui explique leurs propriétés chimiques voisines.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 72 flashcards sur Atome et classification périodique.

Comment sont classés les niveaux d’organisation de la matière ?

Par dimension décroissante et énergie de dissociation croissante.

De quoi sont formés les cristaux et les molécules ?

D’atomes.

Quelle est l’énergie de dissociation approximative des atomes ?

Environ 1 eV.

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