QCM : Atome et matière dans l’Univers (21 questions)

Explication

Thomson découvre l’électron, qui porte une charge négative. Le proton est une particule positive, le neutron est non chargé, et le modèle planétaire est associé à Rutherford.

Explication

En 1911, Rutherford décrit des électrons qui tournent autour d’un noyau positif, comme des planètes autour du Soleil. La sphère positive avec des électrons intégrés correspond au modèle de Thomson, tandis que l’électron est découvert par Thomson.

Explication

Le noyau central contient les protons et les neutrons, tandis que les électrons se déplacent autour de lui. Les autres descriptions déplacent les électrons ou les protons vers une région qui ne leur correspond pas.

Explication

Le proton porte une charge positive, le neutron est non chargé et l’électron porte une charge négative. Les autres ensembles attribuent au moins une de ces charges à la mauvaise particule.

Explication

Un atome neutre possède autant d’électrons que de protons : avec 12 protons, il a donc 12 électrons. Les valeurs différentes correspondent à un déséquilibre, et l’absence d’électrons ne respecte pas cette égalité.

Explication

Les éléments du tableau périodique sont rangés par numéro atomique croissant, ce qui donne $3,\ 5,\ 8,\ 11$. L’ordre décroissant inverse le classement, l’ordre $3,\ 8,\ 5,\ 11$ n’est pas croissant, et le regroupement pair-impair ne suit pas la règle.

Explication

Le numéro atomique $Z$ est défini comme le nombre de protons contenus dans le noyau; ici, il vaut 14. Le nombre de neutrons et le total des nucléons sont d’autres quantités, tandis que le nombre d’électrons ne définit pas $Z$.

Explication

Le diamètre d’un atome est de l’ordre de $10^{-10}\ \text{m}$, soit environ un dixième de nanomètre. $10^{-15}\ \text{m}$ correspond à l’ordre de grandeur du noyau, et les longueurs en mètres ou en dixièmes de mètre sont bien trop grandes.

Explication

Diviser $10^{-10}\ \text{m}$ par 100 000, soit $10^{5}$, donne $10^{-15}\ \text{m}$, l’ordre de grandeur du noyau. $10^{-10}\ \text{m}$ oublie la réduction, $10^{-14}\ \text{m}$ ne réduit que d’un facteur 10 000, et $10^{-5}\ \text{m}$ résulte d’une multiplication.

Explication

Les nucléons du noyau sont beaucoup plus massifs que les électrons, si bien que l’essentiel de la masse de l’atome est concentré dans le noyau. La région électronique décrit la position des électrons, pas la localisation principale de la masse; les deux autres réponses surestiment leur contribution.

Explication

Le modèle du Big Bang décrit la naissance et l’évolution de l’Univers, estimé à environ 14 milliards d’années. La formation du système solaire concerne une étape beaucoup plus tardive, la fusion nucléaire se déroule dans les étoiles et la formation des galaxies n’est pas le modèle d’évolution de l’Univers.

Explication

Les protons et les neutrons s’assemblent en noyaux après quelques minutes; les électrons s’associent à ces noyaux pour former les premiers atomes d’hydrogène et d’hélium vers 380 000 ans. Les réponses qui placent les atomes avant les noyaux inversent cet ordre, tandis que l’apparition des particules précède ces deux étapes.

Explication

La fusion nucléaire au sein des étoiles produit des éléments jusqu’au fer, tandis que les supernovas forment des éléments encore plus lourds. Le silicium n’est pas la limite indiquée, l’effondrement d’un nuage concerne la formation du système solaire et l’hydrogène est un combustible initial, pas la limite de la fusion.

Explication

Le système solaire s’est formé environ 9 milliards d’années après le Big Bang, soit il y a environ 5 milliards d’années, par effondrement gravitationnel d’un nuage de gaz et agglutination de grains de poussière. Les autres réponses décrivent des étapes cosmologiques antérieures ou la production d’éléments lourds.

Explication

Sur 100 atomes du corps humain, environ 50 sont des atomes d’hydrogène, 25 des atomes d’oxygène et 10 des atomes de carbone. Les répartitions proposées qui échangent ces valeurs confondent les proportions des éléments; 16,5 % est la proportion du magnésium dans la croûte terrestre.

Explication

La masse volumique caractérise un matériau et correspond au rapport entre la masse de l’échantillon et son volume. La masse et le volume sont les grandeurs utilisées pour la déterminer, tandis que la flottabilité concerne son comportement dans un liquide.

Explication

La masse volumique se calcule par $\rho = \frac{m}{V}$ ; ici, $\rho = \frac{24}{8} = 3$ g/cm³. La multiplication donne 192, l’inversion donne 1/3 et la soustraction donne 16.

Explication

Un matériau dont la masse volumique est inférieure à celle de l’eau flotte ; ici, 0,8 g/cm³ est inférieur à 1 g/cm³. Prédire qu’il coule inverse la règle, tandis que les autres réponses supposent une comparaison ou une égalité qui ne correspond pas à la situation.

Explication

En 1932, le neutron présent dans le noyau est découvert. Le proton est associé à une autre étape historique, l’électron est découvert en 1897 et la représentation des électrons orbitant autour du noyau relève d’un modèle atomique.

Explication

La Terre entière contient 92 éléments chimiques naturels, et l’oxygène, le magnésium, le fer, le silicium, le soufre et l’aluminium totalisent 98,7 % de ses atomes. Les autres réponses inversent le nombre d’éléments, portent la proportion sur l’écorce ou l’attribuent à l’oxygène seul.

Explication

Dans la Terre entière, l’oxygène représente près de 49 % des atomes et le magnésium 16,5 %. L’inversion échange ces proportions, tandis que 13,8 % correspond au silicium et 14,3 % au fer.