Flashcards : Atome et spectroscopie (85 cartes)

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1Question

Qu’est-ce que l’effet photoélectrique ?

Réponse

L’extraction d’électrons d’un matériau sous l’action de la lumière.

2Question

De quoi dépend la fréquence seuil de l’effet photoélectrique ?

Réponse

De la structure du métal.

3Question

Qu’est-ce qui détermine le nombre d’électrons émis par effet photoélectrique ?

Réponse

L’intensité lumineuse.

4Question

Qu’est-ce qui détermine la vitesse maximale des électrons photoélectriques ?

Réponse

La fréquence lumineuse.

5Question

Qui a proposé en 1905 la théorie corpusculaire expliquant l’effet photoélectrique ?

Réponse

Einstein.

6Question

Qu’est-ce qu’un photon ?

Réponse

Une particule qui transporte l’énergie lumineuse.

7Question

Qu’étudie la spectroscopie ?

Réponse

Les radiations émises ou absorbées par un échantillon de matière.

8Question

Quel spectre émet un solide ou liquide à haute température et haute pression ?

Réponse

Un spectre continu sur toutes les longueurs d’onde visibles.

9Question

Entre quelles longueurs d’onde visibles s’étend approximativement ce spectre continu ?

Réponse

De 400 à 700 nm.

10Question

Quel spectre émet un gaz lumineux à basse pression et haute température ?

Réponse

Un spectre discontinu de raies colorées sur fond noir.

11Question

Quel spectre l’hydrogène excité émet-il ?

Réponse

Un spectre discontinu de raies fines correspondant à des longueurs d’onde définies.

12Question

Quelle relation de Rydberg s’applique à l’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes ?

Réponse

1λ=RX(1n12−1n22)\frac{1}{\lambda}=R_X\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right)

13Question

Quelle condition relie les nombres quantiques de la relation de Rydberg ?

Réponse

n1<n2n_1<n_2, avec des nombres quantiques entiers.

14Question

Quelles transitions une série de raies d’émission regroupe-t-elle ?

Réponse

Les transitions qui ont le même niveau final.

15Question

À quel niveau final aboutissent les transitions des séries de Lyman, Balmer et Paschen ?

Réponse

Lyman aboutit à n=1n=1, Balmer à n=2n=2 et Paschen à n=3n=3.

16Question

Quelle formule donne l’énergie du niveau nn de l’hydrogène dans le modèle de Bohr ?

Réponse

En=−13,6n2 eVE_n=-\frac{13{,}6}{n^2}\ \mathrm{eV}

17Question

Quelle condition doit satisfaire l’entier nn dans la formule de Bohr ?

Réponse

n>0n>0

18Question

Que deviennent les niveaux d’énergie lorsque le nombre quantique principal nn augmente ?

Réponse

Ils se rapprochent.

19Question

Vers quoi tendent les niveaux d’énergie de Bohr lorsque nn tend vers l’infini ?

Réponse

Vers un continuum.

20Question

Comment l’atome d’hydrogène revient-il à l’état fondamental après excitation ?

Réponse

En émettant un rayonnement, directement ou par transitions successives.

21Question

Quelles transitions produisent les raies d’absorption de l’hydrogène ?

Réponse

Les transitions de l’état fondamental n=1n=1 vers des états excités.

22Question

Quelle énergie minimale un photon doit-il avoir pour être absorbé par l’hydrogène fondamental ?

Réponse

10,2 eV10{,}2\ \mathrm{eV}.

23Question

Qu’est-ce que l’énergie d’ionisation de l’hydrogène ?

Réponse

L’énergie nécessaire pour faire passer l’électron de n=1n=1 au continuum, où n→∞n\to\infty.

24Question

Quelle caractéristique du spectre d’émission de l’hydrogène le modèle de Bohr n’explique-t-il pas ?

Réponse

Certaines caractéristiques fines.

25Question

À quels systèmes le modèle de Bohr s’applique-t-il ?

Réponse

À l’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes.

26Question

Pourquoi le modèle de Bohr ne s’applique-t-il pas aux autres systèmes ?

Réponse

Il ne tient pas compte de l’influence mutuelle des électrons.

27Question

Qui a formulé le principe d’incertitude en 1927 ?

Réponse

Heisenberg.

28Question

En quelle année Heisenberg a-t-il formulé le principe d’incertitude ?

Réponse

1927.

29Question

Quelles grandeurs le principe d’incertitude de Heisenberg empêche-t-il de connaître simultanément avec précision ?

Réponse

La position et la vitesse d’une particule.

30Question

Quels caractères les particules comme l’électron possèdent-elles ?

Réponse

Un caractère corpusculaire et un caractère ondulatoire.

31Question

Que décrit la fonction d’onde ψ(x,y,z)\psi(x,y,z) de l’électron ?

Réponse

L’état de l’électron.

32Question

Quelle signification physique la fonction d’onde ψ(x,y,z)\psi(x,y,z) possède-t-elle à elle seule ?

Réponse

Aucune signification physique.

33Question

Quelle formule donne la probabilité de trouver l’électron dans un volume élémentaire dVdV ?

Réponse

dP=∣ψ∣2dVdP=|\psi|^2dV

34Question

Que représente ∣ψ∣2|\psi|^2 pour l’électron ?

Réponse

La densité de probabilité de présence, appelée aussi densité électronique.

35Question

Quels nombres quantiques caractérisent les solutions de l’équation de Schrödinger ?

Réponse

nn, ll et mm.

36Question

Que définit le nombre quantique principal nn pour une orbitale atomique ?

Réponse

Sa taille et son énergie.

37Question

Quelles valeurs peut prendre le nombre quantique secondaire ll pour un nn donné ?

Réponse

Les entiers de 00 à n−1n-1.

38Question

Que caractérise le nombre quantique secondaire ll dans une orbitale ?

Réponse

La sous-couche et la géométrie de l’orbitale.

39Question

Quelles valeurs peut prendre le nombre quantique magnétique mm pour un ll donné ?

Réponse

Les entiers de −l-l à +l+l.

40Question

Qu’indique le nombre quantique magnétique mm pour une orbitale ?

Réponse

Son orientation dans l’espace.

41Question

Qu’est-ce qu’une orbitale atomique ?

Réponse

Un état de l’électron décrit par une fonction d’onde et associé à une énergie propre.

42Question

Quelle est la forme des orbitales atomiques de type ss ?

Réponse

Elles sont sphériques et centrées sur le noyau.

43Question

Comment le rayon des orbitales de type ss varie-t-il avec nn ?

Réponse

Il augmente avec nn.

44Question

De quelles parties est constituée une orbitale de type pp ?

Réponse

De deux lobes tangents.

45Question

Selon quel axe les lobes d’une orbitale pxp_x, pyp_y ou pzp_z sont-ils orientés ?

Réponse

Selon l’axe correspondant à son indice.

46Question

Combien d’électrons une orbitale peut-elle contenir au maximum selon Pauli ?

Réponse

Deux électrons de spins opposés.

47Question

Quelle répartition la règle de Hund privilégie-t-elle dans une sous-couche ?

Réponse

Celle qui maximise le nombre d’électrons non appariés de spins parallèles.

48Question

Selon Klechkowski, dans quel ordre les orbitales sont-elles remplies ?

Réponse

Par valeurs croissantes de n+ln+l, puis de nn en cas d’égalité.

49Question

Quelles règles une configuration électronique respecte-t-elle à l’état fondamental ?

Réponse

Pauli, Hund et Klechkowski.

50Question

Dans quel état se trouve un atome si Pauli est respecté, mais pas Hund ou Klechkowski ?

Réponse

Dans un état excité.

51Question

Que désigne l’écrantage électronique pour un électron ?

Réponse

La réduction de l’attraction nucléaire effective due à la répulsion des autres électrons.

52Question

Selon la règle de Slater, quels électrons écrantent un électron ?

Réponse

Les électrons de sa même sous-couche et des sous-couches intérieures.

53Question

Selon la règle de Slater, les électrons des sous-couches extérieures écrantent-ils un électron ?

Réponse

Non, ils ne l’écrantent pas.

54Question

Quelle règle précise l’écrantage par les autres électrons ?

Réponse

La règle de Slater.

55Question

Que représente la charge effective Z∗Z^* ressentie par un électron ?

Réponse

La charge nucléaire réduite après prise en compte de l’écrantage.

56Question

Par quel critère la classification périodique actuelle ordonne-t-elle les éléments ?

Réponse

Par numéro atomique croissant.

57Question

Par quelle sous-couche commence le remplissage d’une période ?

Réponse

Par une sous-couche nsns.

58Question

Qu’ont en commun les éléments d’une même colonne concernant leurs électrons de valence ?

Réponse

Ils ont le même nombre d’électrons de valence.

59Question

Que se passe-t-il au-dessus de la fréquence seuil photoélectrique ?

Réponse

Les électrons sont émis instantanément.

60Question

Quel aspect de l’effet photoélectrique échappe à la théorie électromagnétique classique ?

Réponse

Le seuil photoélectrique et l’émission instantanée observée.

61Question

Quel spectre produit un gaz à basse pression traversé par une lumière blanche ?

Réponse

Un spectre continu marqué de raies noires.

62Question

Que fait un gaz à basse pression traversé par une lumière blanche à certaines longueurs d’onde ?

Réponse

Il les absorbe.

63Question

Quelle est la valeur de la constante de Rydberg de l’hydrogène ?

Réponse

RH=1,0968×107 m−1R_H=1{,}0968\times10^7\ \mathrm{m}^{-1}

64Question

Qu’est-ce qu’un ion hydrogénoïde ?

Réponse

Un ion dont le noyau porte la charge ZeZe et qui possède un seul électron.

65Question

À quelle condition un échange d’énergie avec un atome peut-il avoir lieu ?

Réponse

L’énergie échangée doit être au moins égale à la différence entre deux niveaux d’énergie possibles.

66Question

De quel nombre quantique dépend l’énergie de l’électron dans le modèle de Bohr ?

Réponse

Du nombre quantique principal nn.

67Question

Quelle longueur d’onde caractérise la raie limite de Lyman de l’hydrogène ?

Réponse

91 nm.

68Question

Quelle liaison chimique le modèle de Bohr ne décrit-il pas ?

Réponse

La liaison covalente.

69Question

Que fournit l’équation de Schrödinger pour l’électron ?

Réponse

Des fonctions d’onde caractérisant ses états.

70Question

À quelles valeurs les fonctions d’onde issues de l’équation de Schrödinger sont-elles associées ?

Réponse

Des valeurs propres d’énergie.

71Question

Quelles sous-couches correspondent aux valeurs de ll de 0 à 3 ?

Réponse

ss pour 0, pp pour 1, dd pour 2 et ff pour 3.

72Question

Quelles sont les valeurs possibles du spin de l’électron ?

Réponse

+12+\frac12 et −12-\frac12.

73Question

Comment le signe de la fonction d’onde d’une orbitale pp varie-t-il de part et d’autre de sa surface nodale ?

Réponse

Il change de signe.

74Question

Quelle forme et quelle position caractérisent la surface nodale d’une orbitale pp ?

Réponse

C’est un plan passant par le noyau.

75Question

Quelle énergie le modèle attribue-t-il aux orbitales de même nombre quantique principal ?

Réponse

La même énergie.

76Question

Quelle orbitale se remplit avant 3d3d selon l’ordre indiqué ?

Réponse

4s4s.

77Question

Quel est le numéro atomique du soufre ?

Réponse

16.

78Question

Quelle est la configuration de valence fondamentale du soufre ?

Réponse

3s23p43s^2 3p^4.

79Question

Quelle règle permet de calculer l’énergie orbitale effective associée aux orbitales ?

Réponse

La règle de Slater.

80Question

Sur quelle grandeur la règle de Slater fonde-t-elle l’énergie orbitale effective ?

Réponse

La charge effective.

81Question

Que représente une période des rangs 1, 2 ou 3 ?

Réponse

Une couche de même nombre quantique principal nn.

82Question

Combien d’éléments de transition correspondent au remplissage de la sous-couche 3d3d ?

Réponse

10 éléments.

83Question

Combien d’éléments correspond à une sous-couche ff ?

Réponse

14 éléments.

84Question

Quelle configuration externe caractérise les métaux alcalins de la colonne 1 ?

Réponse

ns1ns^1.

85Question

Quelle charge porte le cation formé par les métaux alcalino-terreux ?

Réponse

Une charge doublement positive.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 42 questions sur Atome et spectroscopie.

1. Que désigne l’effet photoélectrique lorsqu’un matériau est éclairé ?

2. Un métal n’émet aucun électron sous un éclairage donné; quelle modification peut permettre l’apparition de l’effet photoélectrique ?

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