QCM : Atome et tableau périodique (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un modèle à l’échelle, le noyau occupe une région minuscule par rapport à la taille totale de l’atome. Quelle conclusion décrit le mieux la structure de l’atome ?

L’atome est constitué en très grande partie de matière entre le noyau et les électrons.
L’atome est constitué en très grande partie de vide.
L’atome est constitué en très grande partie du noyau.
L’atome est constitué en très grande partie d’électrons regroupés en une couche compacte.

L’atome est constitué en très grande partie de vide.

Explication

Comme le noyau occupe une région extrêmement petite par rapport à l’atome, celui-ci est constitué en très grande partie de vide. Confondre les dimensions du noyau et de l’atome inverse leur échelle, tandis que les deux autres réponses attribuent à tort le volume à une matière compacte.

2. En préparant un schéma réaliste d’un atome, Léa veut montrer où les électrons peuvent se trouver sans leur attribuer un parcours déterminé. Que devrait-elle représenter ?

Une surface solide qui entoure le noyau.
Les régions de l’espace où leur présence est probable.
Des points fixes où les électrons restent immobiles.
Des trajectoires circulaires précises autour du noyau.

Les régions de l’espace où leur présence est probable.

Explication

Les électrons ne suivent pas de trajectoires précises simplement dessinables : on représente plutôt les régions où leur présence est probable. Les trajectoires circulaires correspondent à une représentation trop déterminée, les points fixes supposent l’immobilité et la surface solide confond probabilité et matière compacte.

3. Quelle idée Démocrite défend-il à propos de la matière et des particules qu’il nomme « atomos » ?

La matière comprend des atomes auxquels on attribue des masses mesurées.
La matière contient des particules négatives révélées par un tube cathodique.
La matière ne se divise pas à l’infini et comprend des particules indivisibles.
La matière se réduit à quatre éléments fondamentaux, sans particules indivisibles.

La matière ne se divise pas à l’infini et comprend des particules indivisibles.

Explication

Démocrite avance que la matière ne se divise pas à l’infini et qu’elle est formée de particules indivisibles appelées « atomos ». Les quatre éléments relèvent d’une autre conception, l’attribution de masses est associée à des travaux ultérieurs, et la découverte de l’électron est due à Thomson.

4. Une expérience menée en 1897 avec un tube cathodique permet à un chercheur de mettre en évidence une nouvelle particule. Qui est ce chercheur et quelle particule découvre-t-il ?

J. J. Thomson, l’électron.
Ernest Rutherford, le noyau atomique.
Niels Bohr, les niveaux d’énergie de l’électron.
Louis de Broglie, l’orbitale électronique.

J. J. Thomson, l’électron.

Explication

En 1897, J. J. Thomson découvre l’électron grâce à son expérience du tube cathodique. Rutherford met en évidence le noyau, Bohr propose des niveaux d’énergie précis et de Broglie contribue à la description probabiliste des orbitales.

5. Qu’est-ce qu’un atome dans la définition générale de la matière ?

Une région de vide entourant plusieurs noyaux
Une particule composée uniquement d’électrons
Un assemblage de molécules qui forme un élément
La brique élémentaire qui constitue toute matière

La brique élémentaire qui constitue toute matière

Explication

Un atome est défini comme la brique élémentaire qui constitue toute matière. Une molécule est un assemblage d’atomes, et non la définition d’un atome.

6. En quelle année Mendeleïev propose-t-il son premier tableau de classification des éléments chimiques ?

En 1913, après l’élaboration du modèle de Rutherford
En 1869, avant la découverte de tous les éléments
En 1810, lors des premières théories atomiques
En 1868, après l’attribution de masses aux atomes

En 1869, avant la découverte de tous les éléments

Explication

Mendeleïev propose son tableau de classification en 1869, alors que certains éléments n’ont pas encore été découverts. L’année 1868 est associée à l’attribution de masses aux atomes, et non à la création de ce tableau.

7. À quoi sert le numéro de la période d’un élément dans le tableau périodique ?

À indiquer le nombre de couches électroniques de l’atome
À préciser si l’élément est un métal ou un non-métal
À indiquer le nombre d’électrons sur la couche externe
À donner le nombre de protons dans le noyau

À indiquer le nombre de couches électroniques de l’atome

Explication

Le numéro de la période indique combien de couches électroniques possède l’atome. Le nombre d’électrons externes est associé à la colonne, et non à la période.

8. Dans quel ordre les couches électroniques sont-elles organisées selon leur énergie, de la plus faible à la plus élevée ?

De la couche 7 à la couche 1, dans l’ordre décroissant de leur numéro
Selon le nombre d’électrons, sans lien avec leur numéro
D’abord les couches paires, puis les couches impaires
De la couche 1 à la couche 7, dans l’ordre croissant de leur numéro

De la couche 1 à la couche 7, dans l’ordre croissant de leur numéro

Explication

La couche 1, la plus proche du noyau, possède le moins d’énergie, et l’énergie augmente avec le numéro de la couche. L’ordre inverse confond le niveau d’énergie avec la distance au noyau.

9. Dans une couche électronique qui contient plusieurs orbitales, comment les électrons se répartissent-ils avant de former des paires ?

Ils occupent d’abord séparément chaque orbitale, puis s’apparient.
Ils se répartissent également entre toutes les couches avant de s’apparier.
Ils remplissent d’abord les orbitales les plus énergétiques, puis les moins énergétiques.
Ils forment d’abord des paires dans une orbitale, puis occupent les autres.

Ils occupent d’abord séparément chaque orbitale, puis s’apparient.

Explication

Avant qu’une orbitale accueille une paire, chacune des orbitales de la couche reçoit au moins un électron célibataire. L’appariement dans une orbitale avant l’occupation des autres inverse cet ordre de remplissage.

10. Pourquoi les gaz rares sont-ils particulièrement stables sur le plan chimique ?

Parce que leur couche externe contient un seul électron
Parce que leurs électrons occupent plusieurs couches
Parce que leur noyau contient davantage de neutrons
Parce que leur couche externe est complète

Parce que leur couche externe est complète

Explication

Une couche externe complète est associée à une stabilité chimique particulièrement élevée chez les gaz rares. La présence de plusieurs couches électroniques ne suffit pas à expliquer cette stabilité.

11. Pour compléter le schéma électronique du sodium, qui possède 11 électrons, comment faut-il répartir ceux-ci sur ses trois couches ?

2 électrons sur la première couche, 6 sur la deuxième et 3 sur la troisième
2 électrons sur la première couche, 7 sur la deuxième et 2 sur la troisième
2 électrons sur la première couche, 8 sur la deuxième et 1 sur la troisième
1 électron sur la première couche, 8 sur la deuxième et 2 sur la troisième

2 électrons sur la première couche, 8 sur la deuxième et 1 sur la troisième

Explication

La structure électronique indiquée pour le sodium répartit ses 11 électrons en 2, 8 et 1 sur les trois couches. Une répartition de 2, 7 et 2 totaliserait bien 11 électrons, mais ne correspond pas à la structure donnée pour cet élément.

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Quelle part de l’atome le noyau occupe-t-il par rapport à sa taille totale ?

Une région extrêmement petite.

Comment représente-t-on la présence probable des électrons autour du noyau ?

Par des régions de l’espace où leur présence est probable.

Quelle idée Démocrite avance-t-il sur la division de la matière ?

La matière ne se divise pas à l’infini.

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