QCM : Atome et liaisons chimiques — 36 questions

Explication

La chimie étudie la composition, les propriétés et les transformations de la matière. La biologie porte principalement sur les êtres vivants, ce qui ne correspond pas à cette définition générale.

Explication

La matière se définit par le fait qu’elle possède une masse et occupe un espace. Le vide s’en distingue précisément parce qu’il ne possède pas ces deux caractéristiques.

Explication

La matière est formée d’atomes, eux-mêmes constitués de protons, de neutrons et d’électrons. Un élément est défini par son nombre de protons, et non par une organisation où les protons seraient des molécules.

Explication

Le noyau contient les protons positifs et les neutrons neutres, tandis que les électrons négatifs l’entourent dans le nuage électronique. Les électrons ne constituent donc pas le noyau.

Explication

Tous les atomes d’un même élément possèdent le même nombre de protons, appelé numéro atomique Z. Le nombre de neutrons peut varier entre isotopes sans changer l’élément.

Explication

Les isotopes appartiennent au même élément : ils ont donc le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents. Cette différence modifie leur masse.

Explication

Le nombre de masse se calcule avec $A = Z + N$, donc $A = 17 + 18 = 35$. Le nombre atomique $Z$ ne compte que les protons, tandis que $A$ compte les nucléons.

Explication

Un ion est un atome ou un groupe d’atomes qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. Une variation du nombre d’électrons modifie la charge, mais ne transforme pas l’atome en isotope.

Explication

Le modèle de Bohr répartit les électrons autour du noyau dans des couches associées à des niveaux d’énergie définis. Les protons et les neutrons appartiennent au noyau et ne constituent pas ces couches.

Explication

Dans le cadre du cours, les trois premières couches peuvent contenir respectivement 2, 8 et 8 électrons. La capacité de la première couche n’est donc pas de 8 électrons.

Explication

La construction suit l’ordre d’énergie croissante : une couche est complétée avant de passer à la suivante, puis les électrons célibataires sont répartis selon la règle indiquée. Commencer par la couche la plus éloignée inverse cet ordre.

Explication

Les électrons de valence occupent la dernière couche électronique remplie d’un atome et participent notamment aux liaisons. Les électrons internes se trouvent dans les couches précédentes et ne correspondent pas à cette définition.

Explication

Les éléments d’une période ont le même nombre de couches électroniques remplies, alors que ceux d’une famille ont généralement le même nombre d’électrons de valence. L’hélium constitue l’exception à cette dernière règle.

Explication

La règle de l’octet décrit la tendance à gagner, perdre ou partager des électrons pour obtenir huit électrons de valence, ou deux pour H, Li, Be et B. Elle ne concerne pas le nombre de protons du noyau ni une quantité fixe d’électrons partagés.

Explication

La notation de Lewis représente les électrons de valence autour du symbole chimique afin de faciliter l’étude des liaisons. Le modèle de Bohr, lui, représente les différentes couches électroniques de l’atome.

Explication

Une liaison chimique est une force assurant la cohésion des atomes au sein d’une molécule. Elle ne correspond ni à la structure du noyau ni à une représentation des couches électroniques.

Explication

Une liaison ionique unit généralement un métal et un non-métal. Une liaison covalente concerne deux non-métaux, tandis qu’une liaison métallique unit deux métaux.

Explication

L’électronégativité mesure la capacité d’un atome à attirer les électrons d’une liaison, et cette attraction est plus forte lorsque l’électronégativité est élevée. Elle ne décrit ni une attraction des protons ni une perte automatique de tous les électrons de valence.

Explication

Une liaison covalente repose sur le partage d’un ou plusieurs électrons entre deux atomes, ce qui peut contribuer à satisfaire la règle de l’octet ou du duet. Le transfert d’électrons correspond plutôt au modèle de la liaison ionique.

Explication

Une liaison covalente triple implique trois paires d’électrons partagées entre les deux atomes. Une liaison simple en implique une et une liaison double en implique deux.

Explication

Une différence d’électronégativité supérieure à 0,4 donne à la liaison covalente un caractère polaire, avec une répartition inégale des électrons et des charges partielles. Cette situation ne signifie pas automatiquement qu’un transfert complet d’électrons a eu lieu, comme dans une liaison ionique.

Explication

La dissolution moléculaire disperse les molécules covalentes sans rompre leurs liaisons internes. La séparation en ions décrit plutôt la dissolution d’un composé ionique.

Explication

Les molécules de saccharose se détachent du cristal puis se dispersent dans l’eau sans être décomposées. Une séparation en ions correspondrait à une transformation différente, typique d’un sel.

Explication

La dissolution est favorisée lorsque les interactions entre le solvant et le soluté sont suffisamment favorables, notamment lorsque leurs natures chimiques sont semblables. La rupture des liaisons internes n’est pas la condition générale d’une dissolution moléculaire.

Explication

Une liaison ionique résulte du transfert complet d’un ou plusieurs électrons, puis de l’attraction électrostatique entre les ions obtenus. Le partage d’électrons caractérise plutôt une liaison covalente.

Explication

Le sodium devient Na⁺ en perdant un électron, tandis que le chlore devient Cl⁻ en le gagnant. Na⁺ est donc le cation formé par perte d’électron, et non l’accepteur.

Explication

Un réseau ionique est une organisation tridimensionnelle où les ions de charges opposées s’entourent mutuellement, ce qui produit un solide électriquement neutre. Les sels ne sont pas constitués de molécules ioniques indépendantes dans ce modèle.

Explication

Un ion Ca²⁺ doit être associé à deux ions F⁻ pour que la charge totale soit nulle. La formule $\mathrm{CaF_2}$ traduit donc les proportions nécessaires entre les ions.

Explication

La dissociation ionique sépare un composé ionique en ions indépendants qui se dispersent dans l’eau. La conservation de molécules entières correspond à la dissolution moléculaire d’un composé covalent.

Explication

Le pôle négatif de l’eau attire les cations, tandis que son pôle positif attire les anions, ce qui réduit l’attraction entre eux. L’orientation inverse ne correspond pas aux charges des pôles de l’eau.

Explication

Le chlorure de magnésium libère un ion Mg²⁺ et deux ions Cl⁻, conformément à la composition du solide et à l’équilibre des charges. Une seule ion chlorure ne permettrait pas de conserver la neutralité électrique.

Explication

Un sel est insoluble lorsque les attractions entre ses ions sont trop fortes pour que l’eau les sépare et les disperse. Les composés ioniques possèdent au contraire des ions chargés et une formule globalement électriquement neutre.

Explication

Un ion polyatomique porte une charge électrique et contient plusieurs atomes unis par des liaisons covalentes. Une molécule neutre ne correspond pas à cette définition, car elle ne possède pas de charge globale.

Explication

$\mathrm{NO_3^-}$ est un ion polyatomique unique dont les atomes sont reliés par des liaisons covalentes et dont la charge globale est négative. Il ne s’agit ni d’une espèce neutre ni d’un ensemble de trois ions oxyde séparés.

Explication

Dans $\mathrm{KNO_2}$, le potassium forme le cation monoatomique $\mathrm{K^+}$, tandis que $\mathrm{NO_2^-}$ est l’anion polyatomique. Confondre la nature cationique de $\mathrm{K^+}$ avec celle de l’anion vient d’une mauvaise lecture des charges.

Explication

La dissociation libère deux ions sodium $\mathrm{Na^+}$ pour chaque ion sulfate $\mathrm{SO_4^{2-}}$, ce qui respecte la formule et l’électroneutralité du sel. L’écriture comportant un seul ion sodium ne conserve pas le rapport imposé par $\mathrm{Na_2SO_4}$.