QCM : Atome et propriétés périodiques — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expérience a permis de déterminer la charge de l’électron en étudiant le mouvement de gouttelettes d’huile soumises à un champ électrique ?

L’expérience de Millikan
L’expérience de Bohr
Les expériences de Thomson
L’expérience de Rutherford

L’expérience de Millikan

Explication

Millikan a déduit la charge de l’électron en observant l’équilibre et le mouvement de gouttelettes d’huile chargées dans un champ électrique. Rutherford a étudié la diffusion de particules sur une feuille d’or, tandis que Thomson a caractérisé les électrons et leur rapport charge/masse.

2. Quelle est la définition précise d’un électron selon les découvertes de J. J. Thomson en 1897 ?

Une particule chargée positivement, constituant la majorité de la masse atomique.
Une particule neutre présente dans le noyau de l’atome, essentielle à la stabilité de la matière.
Une particule sans charge, située dans les orbitales électroniques de l’atome.
Une particule chargée négativement émise par l’atome, permettant de déterminer le rapport charge/masse de l’électron.

Une particule chargée négativement émise par l’atome, permettant de déterminer le rapport charge/masse de l’électron.

Explication

L’électron est une particule chargée négativement, découverte par J. J. Thomson en 1897, qui a permis de mesurer son rapport charge/masse. La réponse incorrecte décrit une particule neutre ou positive, ce qui ne correspond pas à la définition de l’électron.

3. Quel résultat des expériences de Rutherford de 1911 a conduit à l’idée que l’atome est essentiellement constitué de vide ?

Les électrons émis possédaient une charge négative mesurable
La majorité des particules traversait la feuille d’or sans déviation
Les gouttelettes d’huile restaient immobiles dans le champ électrique
Les particules incidentes étaient toutes absorbées par la feuille d’or

La majorité des particules traversait la feuille d’or sans déviation

Explication

La plupart des particules traversaient la feuille d’or sans être déviées, ce qui indique que la matière occupe une faible partie du volume atomique. La déviation d’une petite fraction révélait aussi la présence d’une région positive concentrée, et non une absorption générale des particules.

4. Quelle expérience menée en 1897 par J. J. Thomson a permis de découvrir que les atomes émettent des particules chargées négativement ?

L'expérience de Rutherford sur la dispersion des particules alpha
L'expérience de Millikan sur la charge de l'électron
L'expérience de Chadwick sur la découverte du neutron
L'expérience de Thomson sur les rayons cathodiques

L'expérience de Thomson sur les rayons cathodiques

Explication

L'expérience de Thomson sur les rayons cathodiques a montré que les atomes émettent des particules chargées négativement, identifiées comme des électrons. L'expérience de Millikan a quantifié la charge de l'électron, mais ne l'a pas découverte.

5. Un atome possède Z=17Z = 17 protons et N=18N = 18 neutrons : quel est son nombre de masse AA ?

A=1A = 1
A=35A = 35
A=18A = 18
A=17A = 17

$$A = 35$$

Explication

Le nombre de masse correspond au total des nucléons, donc A=Z+N=17+18=35A = Z + N = 17 + 18 = 35. La valeur Z=17Z = 17 désigne seulement le nombre de protons et ne représente pas le nombre total de nucléons.

6. Quel est le rôle principal du numéro atomique dans la classification périodique des éléments?

Il identifie l’élément et détermine sa position dans le tableau périodique.
Il représente la masse totale du noyau de l’atome.
Il détermine la charge électrique de l’atome.
Il indique le nombre de neutrons dans le noyau de l’atome.

Il identifie l’élément et détermine sa position dans le tableau périodique.

Explication

Le numéro atomique Z indique le nombre de protons dans le noyau, ce qui permet d’identifier l’élément et de le placer dans le tableau périodique. Contrairement à la masse, il ne concerne pas directement le nombre de neutrons ou la charge électrique de l’atome.

7. Quelle transformation produit un anion à partir d’un atome électriquement neutre ?

L’ajout de neutrons dans le noyau
Le gain d’un ou plusieurs électrons
La perte d’un ou plusieurs électrons
La diminution du nombre de protons

Le gain d’un ou plusieurs électrons

Explication

Un atome devient un anion lorsqu’il gagne un ou plusieurs électrons, ce qui lui confère une charge négative. La perte d’électrons forme au contraire un cation, tandis que les modifications du noyau ne définissent pas directement la formation d’un ion.

8. Quand la classification actuelle des éléments a-t-elle été établie par Mendeleïev, regroupant 63 éléments selon leurs propriétés ?

En 1897
En 1932
En 1869
En 1911

En 1869

Explication

La classification de Mendeleïev a été créée en 1869, regroupant 63 éléments selon leur masse atomique et propriétés. Cette date marque le début de l'organisation systématique du tableau périodique.

9. En quoi la règle de Hund diffère-t-elle du principe d’exclusion de Pauli dans le remplissage des orbitales électroniques ?

La règle de Hund impose que chaque orbitale soit occupée par un seul électron avant de commencer à en remplir une autre, alors que le principe de Pauli concerne uniquement la stabilité des atomes.
La règle de Hund concerne la distribution des électrons dans les couches électroniques, alors que le principe de Pauli s’applique uniquement aux orbitales de la couche la plus externe.
La règle de Hund et le principe de Pauli sont identiques et décrivent tous deux la même règle de remplissage des orbitales.
La règle de Hund favorise l’occupation maximale d’orbitales dégénérées avec des spins parallèles, tandis que le principe de Pauli limite le nombre d’électrons par orbitale à deux avec spins opposés.

La règle de Hund favorise l’occupation maximale d’orbitales dégénérées avec des spins parallèles, tandis que le principe de Pauli limite le nombre d’électrons par orbitale à deux avec spins opposés.

Explication

La règle de Hund stipule que les électrons occupent autant que possible des orbitales dégénérées avec des spins parallèles, ce qui maximise la stabilité. Le principe d’exclusion de Pauli limite le nombre d’électrons dans une même orbitale à deux, avec des spins opposés, ce qui est une règle différente.

10. Qui est crédité de la formulation de la règle de remplissage électronique qui classe les orbitales par ordre d'énergie croissante ?

Mendeleïev
Klechkowski
Pauli
Hund

Klechkowski

Explication

La règle de Klechkowski, formulée par le physicien soviétique Aleksandr Klechkowski, classe les orbitales selon leur énergie croissante. La règle de Hund, quant à elle, concerne l'occupation maximale des orbitales dégénérées avec un spin parallèle.

11. Quelles sont les causes principales de la différence de configuration électronique entre un atome neutre et son ion correspondant ?

La réorganisation des orbitales électroniques sous l’effet de la température.
La modification du nombre de neutrons dans le noyau, affectant la configuration électronique.
La perte ou le gain d’électrons lors de la formation de l’ion, modifiant le nombre d’électrons de valence.
L’augmentation de la charge nucléaire, qui attire davantage les électrons.

La perte ou le gain d’électrons lors de la formation de l’ion, modifiant le nombre d’électrons de valence.

Explication

La formation d’un ion implique la perte ou le gain d’électrons, ce qui modifie la configuration électronique, notamment celle des électrons de valence. La variation du nombre de neutrons n’affecte pas la configuration électronique, seule la charge nucléaire influence la structure, mais elle reste constante pour un même élément.

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Quelle théorie Leucippe et Démocrite ont-ils défendue dans l'Antiquité?

La théorie atomiste selon laquelle la matière est constituée d'atomes.

Découverte électrons

J.J. Thomson en 1897

Que révèle l'expérience de Rutherford en 1911 sur la matière?

La matière est essentiellement vide et contient des protons positifs.

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