QCM : Atome et spectroscopie (42 questions)

Questions et réponses du QCM

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

L’absorption de toutes les longueurs d’onde par la surface éclairée
La transformation des électrons du matériau en photons lumineux
L’extraction d’électrons du matériau sous l’action de la lumière
L’émission de lumière par des électrons accélérés dans le matériau

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

Explication

L’effet photoélectrique correspond à l’extraction d’électrons d’un matériau, notamment d’un métal, sous l’action de la lumière. L’émission de lumière par des électrons accélérés décrit un autre phénomène, et non l’éjection d’électrons provoquée par l’éclairage.

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

Choisir une lumière de plus grande longueur d’onde en conservant son intensité
Prolonger l’éclairage sans modifier la fréquence incidente
Augmenter l’intensité de la lumière tout en gardant sa fréquence sous le seuil
Augmenter la fréquence de la lumière au-delà du seuil propre au métal

Augmenter la fréquence de la lumière au-delà du seuil propre au métal

Explication

L’émission photoélectrique exige que la fréquence incidente dépasse une fréquence seuil déterminée par la structure du métal. Augmenter l’intensité sans franchir ce seuil ne suffit pas à provoquer l’effet.

3. Pour une lumière dont la fréquence dépasse le seuil, on augmente son intensité sans changer sa fréquence; quel effet cela produit-il ?

La vitesse maximale des électrons augmente, tandis que leur nombre reste déterminé par la fréquence
Le nombre d’électrons émis augmente, tandis que leur vitesse maximale reste déterminée par la fréquence
Ni le nombre d’électrons ni leur vitesse maximale ne dépendent de l’intensité ou de la fréquence
Le nombre d’électrons et leur vitesse maximale augmentent tous deux avec l’intensité

Le nombre d’électrons émis augmente, tandis que leur vitesse maximale reste déterminée par la fréquence

Explication

Au-dessus du seuil, l’intensité fixe le nombre d’électrons émis, alors que la fréquence fixe leur vitesse maximale. L’idée que l’intensité détermine la vitesse maximale confond les rôles de ces deux grandeurs.

4. Comment la théorie corpusculaire d’Einstein explique-t-elle l’énergie lumineuse dans l’effet photoélectrique ?

La lumière transfère son énergie par des ondes sonores émises par le métal
La lumière cède son énergie par des charges électriques présentes dans le faisceau
La lumière répartit son énergie uniformément sur tout le front d’onde
La lumière transporte son énergie sous forme de photons, c’est-à-dire de quanta

La lumière transporte son énergie sous forme de photons, c’est-à-dire de quanta

Explication

Dans l’explication d’Einstein, la lumière transporte l’énergie sous forme quantifiée par des photons, ce qui permet de rendre compte de l’effet photoélectrique. Une énergie uniformément répartie sur le front d’onde correspond à la confusion opposée à cette description corpusculaire.

5. Quel domaine étudie les radiations émises ou absorbées par un échantillon de matière ?

La cristallographie
La spectroscopie
La polarimétrie
La calorimétrie

La spectroscopie

Explication

La spectroscopie porte sur l’étude des radiations émises ou absorbées par la matière. La calorimétrie étudie les échanges thermiques, plutôt que les radiations spectrales.

6. Quel spectre observe-t-on pour un solide ou un liquide porté à haute température et haute pression ?

Un spectre de raies noires superposé à un fond entièrement dépourvu de lumière
Un spectre continu couvrant uniquement les longueurs d’onde ultraviolettes
Un spectre continu couvrant approximativement les longueurs d’onde visibles de 400 à 700 nm
Un spectre de raies colorées sur fond noir limité à quelques longueurs d’onde

Un spectre continu couvrant approximativement les longueurs d’onde visibles de 400 à 700 nm

Explication

Un solide ou un liquide à haute température et haute pression émet un spectre continu dans le visible, approximativement de 400 à 700 nm. Des raies colorées sur fond noir caractérisent plutôt l’émission d’un gaz lumineux à basse pression.

7. Quel aspect présente le spectre d’un gaz lumineux à basse pression et à haute température ?

Des raies noires distinctes sur un spectre continu
Un spectre continu couvrant toutes les longueurs d’onde visibles
Des raies colorées distinctes sur un fond noir
Un fond noir sans raies ni radiation visible

Des raies colorées distinctes sur un fond noir

Explication

Un gaz lumineux à basse pression et à haute température produit un spectre discontinu de raies colorées sur fond noir. Les raies noires sur un spectre continu caractérisent plutôt l’absorption de lumière blanche par un gaz.

8. Quel type de spectre produit l’hydrogène lorsqu’il est excité ?

Un spectre discontinu formé de raies fines à des longueurs d’onde définies
Un spectre continu réparti sans interruption sur toutes les longueurs d’onde
Un spectre constitué de raies noires sur un fond lumineux continu
Un spectre composé de bandes larges dont les limites varient continuellement

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

Explication

L’hydrogène excité émet un spectre discontinu composé de raies fines associées à des longueurs d’onde définies. Des raies noires sur un fond continu correspondent à un spectre d’absorption, et non à ce spectre d’émission.

9. Pour calculer la longueur d’onde d’une transition hydrogénoïde entre deux niveaux, quelle relation de Rydberg faut-il employer ?

1λ=RX(1n1−1n2)\frac{1}{\lambda}=R_X\left(\frac{1}{n_1}-\frac{1}{n_2}\right), avec n1<n2n_1<n_2
1λ=RX(1n22−1n12)\frac{1}{\lambda}=R_X\left(\frac{1}{n_2^2}-\frac{1}{n_1^2}\right), avec n1<n2n_1<n_2
1λ=RX(1n12−1n22)\frac{1}{\lambda}=R_X\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right), avec n1<n2n_1<n_2
λ=RX(1n12−1n22)\lambda=R_X\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right), avec n1<n2n_1<n_2

$$\frac{1}{\lambda}=R_X\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right)$$, avec $$n_1<n_2$$

Explication

La relation de Rydberg fait intervenir l’inverse de la longueur d’onde et la différence des inverses des carrés des nombres quantiques, avec n1<n2n_1<n_2. Inverser l’ordre des deux termes donne le signe opposé à celui de la relation indiquée.

10. Dans une série de raies d’émission de l’hydrogène, quelle propriété est commune aux transitions regroupées ?

Le niveau initial est le même, tandis que le niveau final varie
Le niveau final est le même, tandis que le niveau initial varie
La différence entre les niveaux est la même pour chaque transition
La longueur d’onde est la même pour chaque transition

Le niveau final est le même, tandis que le niveau initial varie

Explication

Une série regroupe des transitions qui aboutissent toutes au même niveau final, tandis que leurs niveaux initiaux varient. L’idée d’un niveau initial commun inverse les rôles des niveaux dans la définition d’une série.

11. Une transition de l’hydrogène se termine au niveau n=2n=2; à quelle série appartient-elle ?

À la série de Balmer
À la série de Paschen
À une série dont le niveau final est n=3n=3
À la série de Lyman

À la série de Balmer

Explication

La série de Balmer correspond aux transitions qui aboutissent à n=2n=2. La série de Lyman aboutit à n=1n=1, tandis que celle de Paschen aboutit à n=3n=3.

12. Dans le modèle de Bohr, quelle expression donne l’énergie du niveau d’un atome d’hydrogène de nombre quantique principal nn ?

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

$$E_n=-\frac{13{,}6}{n^2}\ \mathrm{eV}$$

Explication

Dans ce modèle, l’énergie est négative et varie comme l’inverse du carré de nn, avec une valeur de référence de 13,6 eV13{,}6\ \mathrm{eV}. Une dépendance en 1/n1/n ne respecte pas cette relation.

13. Que deviennent les niveaux d’énergie de l’hydrogène lorsque le nombre quantique principal augmente vers l’infini ?

Ils se rapprochent et convergent vers un niveau discret inférieur.
Ils se rapprochent et tendent vers un continuum.
Ils restent équidistants et tendent vers un continuum.
Ils s’espacent et tendent vers un continuum.

Ils se rapprochent et tendent vers un continuum.

Explication

Lorsque nn augmente, l’écart entre les niveaux diminue et leur succession tend vers un continuum à la limite. Des niveaux de plus en plus espacés décriraient l’évolution inverse.

14. Après avoir été excité, comment un atome d’hydrogène peut-il revenir à son état fondamental ?

En absorbant un rayonnement qui le fait passer directement à l’état fondamental.
En émettant un rayonnement, directement ou par plusieurs transitions successives.
En absorbant un rayonnement, directement ou par plusieurs transitions successives.
En émettant un rayonnement qui le fait passer vers des niveaux d’énergie supérieurs.

En émettant un rayonnement, directement ou par plusieurs transitions successives.

Explication

Le retour vers l’état fondamental se fait avec émission de rayonnement, en une transition ou en plusieurs étapes. L’absorption accompagne au contraire le passage vers un état excité.

15. À partir de quel niveau partent les transitions qui constituent les raies du spectre d’absorption de l’hydrogène ?

De l’état fondamental n=1n=1 vers des états excités.
D’un état excité vers un niveau encore plus élevé.
D’un état excité vers l’état fondamental n=1n=1.
Du continuum vers des états excités liés.

De l’état fondamental $$n=1$$ vers des états excités.

Explication

Les raies d’absorption décrites correspondent à des transitions qui partent de l’état fondamental n=1n=1 et atteignent des états excités. Une transition vers n=1n=1 caractérise plutôt le sens des transitions d’émission associées.

16. Un atome d’hydrogène se trouve dans son état fondamental. Que peut-on conclure s’il reçoit un photon d’énergie inférieure à 10,2 eV10{,}2\ \mathrm{eV} ?

Il l’absorbe et atteint un état excité lié.
Il l’absorbe et passe directement dans le continuum.
Il ne l’absorbe pas.
Il l’absorbe puis émet un photon de même énergie.

Il ne l’absorbe pas.

Explication

Depuis l’état fondamental, l’hydrogène n’absorbe pas de photon dont l’énergie est inférieure à 10,2 eV10{,}2\ \mathrm{eV}. Un photon de cette énergie ne peut donc pas provoquer la transition vers un état excité.

17. Que désigne l’énergie d’ionisation de l’hydrogène ?

L’énergie nécessaire pour faire passer l’électron de n=1n=1 au premier état excité.
L’énergie émise lorsque l’électron passe du continuum à n=1n=1.
L’énergie nécessaire pour faire passer l’électron de n=1n=1 au continuum, où n→∞n\to\infty.
L’énergie nécessaire pour faire passer l’électron d’un état excité à n=1n=1.

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

Explication

L’ionisation correspond au passage de l’électron depuis le niveau fondamental vers le continuum, atteint lorsque nn tend vers l’infini. Le passage au premier état excité ne suffit pas à ioniser l’atome.

18. Quelle caractéristique du spectre de l’hydrogène n’est pas expliquée par le modèle de Bohr ?

Les transitions entre niveaux d’énergie distincts.
Certaines caractéristiques fines du spectre d’émission.
La limite de convergence des niveaux à grande valeur de nn.
L’existence de niveaux d’énergie dépendant de nn.

Certaines caractéristiques fines du spectre d’émission.

Explication

Le modèle de Bohr ne rend pas compte de certaines caractéristiques fines du spectre d’émission de l’hydrogène. Cela ne signifie pas qu’il échoue à décrire les niveaux d’énergie et les transitions de base.

19. Pour quel type de système le modèle de Bohr est-il adapté, compte tenu de son traitement des interactions électroniques ?

Aux molécules covalentes, dont les électrons sont partagés.
À l’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes, qui possèdent un seul électron.
Aux atomes polyélectroniques, où les interactions entre électrons sont prises en compte.
À tous les atomes neutres, car leurs électrons sont indépendants.

À l’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes, qui possèdent un seul électron.

Explication

Le modèle de Bohr convient à l’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes, des systèmes à un électron. Les atomes polyélectroniques ne sont pas adaptés à ce modèle, qui néglige l’influence mutuelle des électrons.

20. Quelle affirmation exprime le principe d’incertitude de Heisenberg formulé en 1927 ?

On ne peut pas connaître avec précision la position d’une particule, même sans mesurer sa vitesse.
On peut connaître simultanément avec précision la position et la vitesse en répétant les mesures.
On peut connaître simultanément avec précision la position et la vitesse si la particule est immobile.
On ne peut pas connaître simultanément avec précision la position et la vitesse d’une particule.

On ne peut pas connaître simultanément avec précision la position et la vitesse d’une particule.

Explication

Le principe énonce qu’il est impossible de déterminer simultanément avec précision la position et la vitesse d’une particule. Répéter des mesures ne supprime pas cette limite fondamentale.

21. Quel caractère décrit le mieux une particule comme l’électron ?

Elle possède un caractère ondulatoire, mais pas de caractère corpusculaire.
Elle possède à la fois un caractère corpusculaire et un caractère ondulatoire.
Elle possède un caractère corpusculaire, mais pas de caractère ondulatoire.
Elle alterne entre deux états, l’un corpusculaire et l’autre électrique.

Elle possède à la fois un caractère corpusculaire et un caractère ondulatoire.

Explication

L’électron présente à la fois des propriétés de particule et des propriétés d’onde. Le considérer comme uniquement corpusculaire néglige son caractère ondulatoire.

22. Quel énoncé distingue correctement la fonction d’onde de son interprétation probabiliste ?

La fonction d’onde décrit mathématiquement l’état de l’électron, tandis que son carré donne une densité de probabilité.
La fonction d’onde représente la trajectoire de l’électron, tandis que son carré indique sa vitesse.
La fonction d’onde donne directement la probabilité de présence, tandis que son carré décrit l’énergie de l’électron.
La fonction d’onde fournit l’énergie de l’électron, tandis que son carré détermine sa taille.

La fonction d’onde décrit mathématiquement l’état de l’électron, tandis que son carré donne une densité de probabilité.

Explication

La fonction d’onde est une description mathématique de l’état de l’électron et n’a pas, à elle seule, de signification physique. Confondre la fonction avec une probabilité directe revient à oublier que c’est son carré qui fournit la densité de probabilité.

23. Comment calcule-t-on la probabilité de trouver un électron dans un petit volume dVdV autour d’un point ?

On ajoute dVdV à la densité, soit dP=∣ψ∣2+dVdP=|\psi|^2+dV.
On multiplie dVdV par la fonction d’onde, soit dP=ψdVdP=\psi dV.
On divise la densité ∣ψ∣2|\psi|^2 par dVdV, soit dP=∣ψ∣2/dVdP=|\psi|^2/dV.
On multiplie dVdV par la densité ∣ψ∣2|\psi|^2, soit dP=∣ψ∣2dVdP=|\psi|^2dV.

On multiplie $$dV$$ par la densité $$|\psi|^2$$, soit $$dP=|\psi|^2dV$$.

Explication

La probabilité dans le volume élémentaire est le produit de la densité locale ∣ψ∣2|\psi|^2 par le volume dVdV. Diviser par dVdV ne donne pas la probabilité contenue dans ce volume.

24. Que représente ∣ψ∣2|\psi|^2 en un point de l’espace ?

La valeur de l’énergie propre associée à l’état de l’électron.
La probabilité intégrée de présence dans un volume fini autour de ce point.
La valeur de la fonction d’onde avant sa mise au carré.
La densité de probabilité de présence de l’électron en ce point.

La densité de probabilité de présence de l’électron en ce point.

Explication

∣ψ∣2|\psi|^2 est la densité de probabilité de présence, également appelée densité électronique. La probabilité dans un volume élémentaire correspond plutôt à ∣ψ∣2dV|\psi|^2dV.

25. Par quels nombres quantiques les solutions de l’équation de Schrödinger sont-elles caractérisées ?

Par quatre nombres entiers : nn, ll, mm et le spin.
Par trois nombres entiers : nn, ll et mm.
Par deux nombres entiers : nn et ll.
Par trois nombres entiers : nn, mm et le spin.

Par trois nombres entiers : $$n$$, $$l$$ et $$m$$.

Explication

Les solutions sont caractérisées par les trois nombres quantiques nn, ll et mm. Le spin est un quatrième nombre quantique de l’électron, mais il ne fait pas partie de ces trois nombres qui caractérisent les solutions mentionnées.

26. Quel rôle joue le nombre quantique principal nn dans la description d’une orbitale atomique ?

Il définit la taille et l’énergie de l’orbitale.
Il indique l’orientation spatiale de l’orbitale.
Il détermine les deux valeurs possibles du spin de l’électron.
Il définit la sous-couche et la géométrie de l’orbitale.

Il définit la taille et l’énergie de l’orbitale.

Explication

Le nombre quantique principal nn est un entier positif qui définit la taille et l’énergie de l’orbitale atomique. La sous-couche et la géométrie sont caractérisées par ll, et non par nn.

27. Pour une orbitale de nombre quantique principal n=4n=4, quelles valeurs peut prendre le nombre quantique secondaire ll ?

Les entiers 11, 22, 33 et 44.
Les entiers 00 à 44, inclusivement.
Les entiers −3-3 à +3+3.
Les entiers 00, 11, 22 et 33.

Les entiers $$0$$, $$1$$, $$2$$ et $$3$$.

Explication

La règle 0≤l≤n−10\leq l\leq n-1 donne, pour n=4n=4, les valeurs 00, 11, 22 et 33. La plage −3-3 à +3+3 concerne les valeurs possibles de mm lorsque l=3l=3, pas celles de ll.

28. Pour une orbitale caractérisée par l=2l=2, quelles valeurs de mm sont possibles et que décrit ce nombre ?

−2-2, −1-1, 00, 11 et 22 ; il indique l’orientation spatiale.
00, 11 et 22 ; il indique la géométrie de la sous-couche.
−2-2 et +2+2 ; ils indiquent les deux valeurs du spin.
−1-1, 00 et 11 ; il définit la taille de l’orbitale.

$$-2$$, $$-1$$, $$0$$, $$1$$ et $$2$$ ; il indique l’orientation spatiale.

Explication

Le nombre magnétique mm prend toutes les valeurs entières de −l-l à +l+l et indique l’orientation de l’orbitale dans l’espace. Le nombre ll, plutôt que mm, caractérise la sous-couche et sa géométrie.

29. Quelle description correspond à une orbitale atomique ?

Un état de l’électron décrit par une fonction d’onde et associé à une énergie propre.
Une région sphérique dont le rayon fixe l’orientation de l’électron.
Une surface de densité constante qui représente directement l’énergie de l’électron.
Une trajectoire suivie par l’électron autour du noyau à énergie constante.

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

Explication

Une orbitale atomique est un état quantique de l’électron, décrit par une fonction d’onde et associé à une énergie propre. La décrire comme une trajectoire confond l’orbitale avec l’orbite de Bohr.

30. Quelle description caractérise une orbitale de type ss ?

Elle est sphérique et centrée sur le noyau, et son rayon diminue avec nn.
Elle comporte deux lobes orientés selon un axe, et son rayon augmente avec nn.
Elle comporte deux lobes tangents, et sa limite correspond à une probabilité de 95 %.
Elle est sphérique et centrée sur le noyau, et son rayon augmente avec nn.

Elle est sphérique et centrée sur le noyau, et son rayon augmente avec $$n$$.

Explication

Une orbitale ss est sphérique et centrée sur le noyau, et son rayon augmente avec le nombre quantique principal. La forme à deux lobes est caractéristique des orbitales pp, non des orbitales ss.

31. Comment les deux lobes d’une orbitale pxp_x sont-ils disposés ?

Ils sont tangents et orientés selon l’axe yy.
Ils sont séparés par un espace et orientés selon l’axe xx.
Ils sont tangents et orientés selon l’axe xx.
Ils sont répartis sphériquement autour du noyau.

Ils sont tangents et orientés selon l’axe $$x$$.

Explication

Une orbitale pp est formée de deux lobes tangents, orientés selon l’axe correspondant à son indice ; pxp_x est donc orientée selon l’axe xx. Une orbitale pyp_y présente une orientation similaire, mais selon l’axe yy.

32. Combien d’électrons au maximum peuvent occuper une même orbitale, et quelle relation doivent-ils avoir entre leurs spins ?

Deux électrons de spins parallèles
Deux électrons de spins opposés
Un seul électron, quel que soit son spin
Trois électrons dont deux ont le même spin

Deux électrons de spins opposés

Explication

Le principe d’exclusion de Pauli limite à deux le nombre d’électrons d’une orbitale et impose des spins opposés. Des spins parallèles dans la même orbitale ne respecteraient pas cette règle.

33. Dans une sous-couche comportant plusieurs orbitales de même énergie, comment la règle de Hund favorise-t-elle le remplissage ?

Elle remplit d’abord les orbitales d’énergie supérieure de la sous-couche.
Elle répartit les électrons avec des spins opposés dans des orbitales distinctes.
Elle place d’abord les électrons séparément, avec des spins parallèles.
Elle apparie les électrons dans une orbitale avant d’occuper les autres.

Elle place d’abord les électrons séparément, avec des spins parallèles.

Explication

La règle de Hund privilégie le maximum d’électrons non appariés de spins parallèles dans des orbitales distinctes. L’appariement dans une même orbitale avant cette répartition correspond à la confusion documentée.

34. Selon la règle de Klechkowski, quel critère détermine l’ordre de remplissage des orbitales ?

L’ordre décroissant de n+ln+l, puis celui de nn en cas d’égalité
L’ordre croissant de ll, puis celui de n+ln+l en cas d’égalité
L’ordre croissant de nn, puis celui de ll en cas d’égalité
L’ordre croissant de n+ln+l, puis celui de nn en cas d’égalité

L’ordre croissant de $$n+l$$, puis celui de $$n$$ en cas d’égalité

Explication

La règle de Klechkowski classe les orbitales selon les valeurs croissantes de n+ln+l, puis selon les valeurs croissantes de nn lorsque ces sommes sont égales. Commencer par comparer nn seul applique un critère différent.

35. Un atome respecte le principe de Pauli, mais sa configuration ne respecte pas la règle de Hund. Dans quel état se trouve-t-il ?

Dans un état ionisé
Dans un état excité
Dans son état fondamental
Dans un état qui ne peut pas être décrit par une configuration électronique

Dans un état excité

Explication

Une configuration qui respecte Pauli mais enfreint Hund ou Klechkowski décrit un état excité. Le respect de Pauli seul ne suffit donc pas à établir que l’atome est dans son état fondamental.

36. Que désigne l’écrantage électronique ressenti par un électron dans un atome ?

La séparation des électrons en couches selon leur énergie orbitale
L’augmentation de l’attraction nucléaire effective due à la présence des autres électrons
La diminution de la charge du noyau causée par le déplacement des électrons
La réduction de l’attraction nucléaire effective due à la répulsion des autres électrons

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

Explication

L’écrantage réduit l’attraction nucléaire effective ressentie par un électron, car les autres électrons exercent sur lui une répulsion. Il ne correspond pas à une diminution réelle de la charge du noyau.

37. Dans la règle de Slater, quels électrons contribuent à l’écrantage d’un électron donné ?

Les électrons des sous-couches extérieures, mais pas ceux des sous-couches intérieures
Les électrons des sous-couches intérieures et extérieures, mais pas ceux de sa sous-couche
Les électrons de sa même sous-couche et ceux des sous-couches extérieures
Les autres électrons de sa même sous-couche et ceux des sous-couches intérieures

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

Explication

La règle de Slater prend en compte les autres électrons de la même sous-couche ainsi que ceux des sous-couches intérieures. Les sous-couches extérieures ne contribuent pas à l’écrantage dans cette règle.

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

La charge nucléaire réduite après prise en compte de l’écrantage des autres électrons
La charge du noyau calculée sans tenir compte des électrons de l’atome
La charge nucléaire augmentée par l’écrantage exercé par les autres électrons
La charge totale des électrons externes après prise en compte de leur répulsion

La charge nucléaire réduite après prise en compte de l’écrantage des autres électrons

Explication

La charge effective Z∗Z^* est la charge nucléaire que ressent l’électron après réduction due à l’écrantage des autres électrons. La charge nucléaire non corrigée ne tient pas compte de cet effet.

39. Quelle différence distingue le classement périodique actuel de celui proposé par Mendeleïev en 1869 ?

Le classement actuel suit les analogies de propriétés, tandis que celui de Mendeleïev suivait le numéro atomique croissant.
Le classement actuel suit l’énergie des électrons de valence, tandis que celui de Mendeleïev s’appuyait sur la masse atomique.
Le classement actuel suit le numéro atomique croissant, tandis que celui de Mendeleïev s’appuyait sur des analogies de propriétés.
Le classement actuel suit la masse atomique croissante, tandis que celui de Mendeleïev s’appuyait sur le numéro atomique.

Le classement actuel suit le numéro atomique croissant, tandis que celui de Mendeleïev s’appuyait sur des analogies de propriétés.

Explication

La classification actuelle ordonne les éléments par numéro atomique croissant, alors que Mendeleïev proposa en 1869 un classement fondé sur des analogies de propriétés. Le classement actuel n’est pas fondé sur la masse atomique.

40. Dans une période du tableau périodique, quelle relation relie son numéro au remplissage électronique ?

Le numéro de période correspond au nombre d’électrons de valence, avec un remplissage qui commence par npnp et se termine par nsns.
Le numéro de période correspond au nombre quantique principal de la dernière couche, avec un remplissage qui commence par nsns et se termine par npnp.
Le numéro de période correspond au nombre de sous-couches occupées, avec un remplissage qui commence par npnp et se termine par ndnd.
Le numéro de période correspond au nombre quantique azimutal de la dernière couche, avec un remplissage qui commence par nsns et se termine par npnp.

Le numéro de période correspond au nombre quantique principal de la dernière couche, avec un remplissage qui commence par $$ns$$ et se termine par $$np$$.

Explication

Une période commence par le remplissage d’une sous-couche nsns et se termine par celui d’une sous-couche npnp; son numéro indique le nombre quantique principal de la dernière couche. Le nombre d’électrons de valence ne définit pas le numéro de période.

41. Pourquoi les éléments situés dans une même colonne ont-ils généralement des propriétés chimiques voisines ?

Ils possèdent le même nombre quantique principal et une configuration externe de même type.
Ils ont le même numéro atomique et occupent des périodes différentes.
Ils ont le même nombre d’électrons au total et des configurations électroniques identiques.
Ils possèdent le même nombre d’électrons de valence et une configuration externe de même type.

Ils possèdent le même nombre d’électrons de valence et une configuration externe de même type.

Explication

Les éléments d’une même colonne ont une configuration électronique externe de même type et le même nombre d’électrons de valence, ce qui explique leurs propriétés voisines. Les éléments d’une même colonne n’ont pas nécessairement le même nombre quantique principal.

42. Quel rôle caractérise les électrons de valence dans les propriétés chimiques d’un élément ?

Ils occupent les couches intérieures et déterminent notamment la charge du noyau.
Ils occupent les orbitales de même énergie et déterminent notamment le nombre de périodes.
Ils occupent les orbitales d’énergie la plus élevée et déterminent notamment la participation aux liaisons.
Ils occupent les orbitales d’énergie la plus basse et déterminent notamment la masse de l’atome.

Ils occupent les orbitales d’énergie la plus élevée et déterminent notamment la participation aux liaisons.

Explication

Les électrons de valence se trouvent dans les orbitales d’énergie la plus élevée et déterminent des propriétés chimiques, notamment la participation aux liaisons. Les électrons des couches intérieures ne définissent pas la charge du noyau.

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Mémorisez les réponses avec 85 flashcards sur Atome et spectroscopie.

Qu’est-ce que l’effet photoélectrique ?

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

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

De la structure du métal.

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

L’intensité lumineuse.

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