QCM : Atome, noyau et électrons — 18 questions

Explication

Thomson découvre l’électron en 1897, puis propose en 1904 le modèle du plum pudding. Le modèle planétaire est associé à Rutherford, tandis que le modèle orbital est introduit par Bohr.

Explication

Rutherford découvre le noyau en 1909 et propose le modèle planétaire en 1911. La découverte de l’électron et le modèle du plum pudding appartiennent à Thomson.

Explication

L’atome est essentiellement vide, avec un noyau concentrant les nucléons et des électrons autour de lui. Les électrons ne constituent donc pas le noyau.

Explication

Un nucléon peut être un proton chargé positivement ou un neutron électriquement neutre. La neutralité électrique caractérise donc le neutron, et non le proton.

Explication

Le numéro atomique $Z$ correspond au nombre de protons, donc $Z=11$, tandis que le nombre de masse additionne protons et neutrons, soit $A=11+12=23$. Confondre $Z$ avec le nombre de neutrons donnerait $Z=12$.

Explication

Le nombre de neutrons se calcule avec $N=A-Z$, donc $N=40-18=22$. Le nombre 18 correspond au nombre de protons, pas aux neutrons.

Explication

Le cortège électronique regroupe tous les électrons d’un atome. La dernière couche occupée correspond plutôt à la couche de valence, tandis que les nucléons appartiennent au noyau.

Explication

La couche de valence est définie comme la dernière couche électronique occupée par l’atome. Elle ne désigne pas une couche du noyau ni nécessairement la première couche remplie.

Explication

La configuration électronique indique comment les électrons se répartissent dans les sous-couches en suivant l’ordre de remplissage à l’état fondamental. Elle ne décrit ni la composition du noyau ni l’évolution historique des modèles.

Explication

Pour l’aluminium, $Z=13$ donne 13 protons et, pour un atome neutre, 13 électrons ; $N=A-Z=27-13=14$ neutrons. Sa configuration se termine par $3s^2 3p^1$, ce qui correspond à 3 électrons de valence.

Explication

Le diamètre atomique est de l’ordre de $10^{-10}\ \mathrm{m}$, tandis que le diamètre nucléaire est de l’ordre de $10^{-15}\ \mathrm{m}$. L’inversion de ces deux valeurs confond l’échelle de l’atome avec celle du noyau.

Explication

La masse de l’atome est approximativement celle de ses nucléons, d’où $m_{atome}\approx A\,m_{nucléon}$. La contribution des électrons est négligeable devant celle des nucléons.

Explication

La charge élémentaire vaut environ $e=1{,}602\times10^{-19}\ \mathrm{C}$, l’électron porte la charge $-e$ et les charges d’un atome neutre se compensent pour donner $Q=0\ \mathrm{C}$. Attribuer à l’atome neutre la charge d’un électron néglige cette compensation.

Explication

Le tableau périodique comporte 18 colonnes appelées groupes et 7 lignes appelées périodes. La confusion proposée inverse précisément les deux directions du tableau.

Explication

Les éléments d’une période sont classés par numéro atomique croissant, et le parcours de gauche à droite correspond au remplissage progressif d’une couche électronique. Une diminution du numéro atomique est donc incompatible avec la construction du tableau.

Explication

Les atomes d’une même colonne ont le même nombre d’électrons périphériques, ce qui définit leur appartenance à une même famille chimique. Le nombre de couches électroniques varie plutôt avec la période.

Explication

Les gaz nobles sont l’hélium, le néon, l’argon, le krypton, le xénon et le radon. Les autres ensembles mélangent des gaz nobles avec des éléments d’autres familles chimiques.

Explication

Les gaz nobles sont stables ou inertes parce que leur couche électronique externe est saturée. Leur stabilité ne provient ni de l’absence de neutrons ni d’une masse particulière.