Flashcards : Atomes et propriétés périodiques (95 cartes)

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1Question

Quel physicien a montré que la charge positive de l’atome est concentrée dans un noyau central ?

Réponse

Ernest Rutherford.

2Question

Quelle expérience a permis à Rutherford de déduire l’existence du noyau atomique ?

Réponse

La rétrodiffusion de quelques particules α par une feuille d’or.

3Question

Quelles particules constituent un atome ?

Réponse

Des protons, des neutrons et des électrons.

4Question

Comment se distinguent un anion et un cation ?

Réponse

Un anion est négatif et un cation est positif.

5Question

Quelle propriété partagent les isotopes d’un même élément ?

Réponse

Ils ont le même numéro atomique Z.

6Question

Quelle relation lie le nombre de masse A à Z et N ?

Réponse

A=Z+NA=Z+N

7Question

Combien d’atomes de carbone 12 définit une mole ?

Réponse

6,022×10236{,}022\times10^{23} atomes.

8Question

À quelle fraction de la masse d’un atome de carbone 12 correspond l’unité de masse atomique uu ?

Réponse

Un douzième.

9Question

Quelle est l’unité SI de la masse molaire ?

Réponse

kg⋅mol−1\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}.

10Question

Quelle formule donne la masse molaire d’un élément naturel à partir de ses isotopes ?

Réponse

M=∑iximiM=\sum_i x_i m_i.

11Question

Quelle relation relie longueur d’onde, fréquence, période et nombre d’onde d’une onde électromagnétique ?

Réponse

λ=1σ=cT=cν\lambda=\frac{1}{\sigma}=cT=\frac{c}{\nu}

12Question

Qu’est-ce que l’effet photoélectrique ?

Réponse

L’extraction d’électrons de la matière sous l’effet de la lumière.

13Question

De quelle condition dépend l’apparition de l’effet photoélectrique ?

Réponse

La fréquence incidente doit dépasser la fréquence seuil propre au métal.

14Question

Que se passe-t-il si la fréquence incidente est inférieure au seuil photoélectrique ?

Réponse

L’effet photoélectrique ne se produit pas, quelle que soit l’intensité lumineuse.

15Question

À quelle vitesse les photoélectrons sont-ils émis si la fréquence incidente dépasse le seuil ?

Réponse

Leur émission est quasi instantanée, même à faible intensité lumineuse.

16Question

Quelles couleurs Balmer attribue-t-il aux raies visibles Hα, Hβ, Hγ et Hδ ?

Réponse

Rouge, bleu, indigo et violet, respectivement.

17Question

Qui a proposé le modèle de Bohr de l’atome d’hydrogène, et en quelle année ?

Réponse

Bohr, en 1913.

18Question

Quelle hypothèse de Bohr quantifie le moment cinétique ?

Réponse

L=mvr=nℏ=nh2π,n∈N∗L=mvr=n\hbar=n\frac{h}{2\pi},\quad n\in\mathbb{N}^*

19Question

Quelle formule donne le rayon de Bohr rnr_n d’une espèce hydrogénoïde ?

Réponse

rn=n2Za0r_n=\frac{n^2}{Z}a_0

20Question

Quelle énergie est émise lors d’une transition de mm vers nn, avec m>nm>n ?

Réponse

hν=Em−Enh\nu=E_m-E_n.

21Question

Quelle formule donne le nombre d’onde d’une transition hydrogénoïde de mm vers nn ?

Réponse

σ=1λ=RHZ2(1n2−1m2)\sigma=\frac{1}{\lambda}=R_H Z^2\left(\frac{1}{n^2}-\frac{1}{m^2}\right).

22Question

À quelle région du spectre appartient la série de Balmer de l’hydrogène ?

Réponse

Au domaine visible.

23Question

Quelle est l’énergie d’ionisation d’une espèce hydrogénoïde de charge nucléaire ZZ ?

Réponse

EI=13,6Z2 eVE_I=13{,}6Z^2\ \mathrm{eV}.

24Question

Comment la physique classique décrit-elle la matière ?

Réponse

Comme des corpuscules localisés soumis aux lois de Newton.

25Question

Comment la physique classique décrit-elle le rayonnement ?

Réponse

Comme une onde régie par les lois de l’électromagnétisme.

26Question

Qu’a mis en évidence l’expérience de Davisson et Germer ?

Réponse

La diffraction des électrons.

27Question

En quelle année l’expérience de Davisson et Germer a-t-elle révélé des interférences électroniques ?

Réponse

En 1925.

28Question

À quels systèmes la mécanique quantique s’applique-t-elle ?

Réponse

Aux systèmes microscopiques.

29Question

Que donne la mécanique quantique plutôt que la trajectoire de l’électron ?

Réponse

Une probabilité de présence.

30Question

Quelle relation de De Broglie relie la longueur d’onde à la quantité de mouvement ?

Réponse

λ=hp=hmv\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}

31Question

Quelle relation d’incertitude d’Heisenberg relie position et quantité de mouvement ?

Réponse

Δx Δp≥h4π\Delta x\,\Delta p \geq \frac{h}{4\pi}

32Question

Quelle équation aux valeurs propres décrit l’équation de Schrödinger ?

Réponse

H^ψ=Eψ\hat{H}\psi=E\psi

33Question

Quelle symétrie possède l’orbitale 1s1s ?

Réponse

Une symétrie sphérique.

34Question

Comment caractérise-t-on les électrons de valence par rapport aux électrons de cœur ?

Réponse

Les électrons de valence sont les plus externes et ont la plus grande valeur de nn.

35Question

À quoi correspondent les blocs du tableau périodique ?

Réponse

Au remplissage des sous-couches.

36Question

Combien de colonnes compte chacun des blocs s, f, d et p ?

Réponse

Le bloc s en compte 2, le bloc f 14, le bloc d 10 et le bloc p 6.

37Question

Qu’est-ce qu’une période dans le tableau périodique ?

Réponse

Une ligne dont le numéro correspond à la valeur maximale de nn de la couche de valence.

38Question

Combien d’électrons de valence ont les éléments d’une même famille ?

Réponse

Ils ont le même nombre d’électrons de valence.

39Question

Comment le modèle de Slater représente-t-il la répulsion électronique ?

Réponse

Par un effet de masquage du potentiel nucléaire.

40Question

Quel effet les électrons internes exercent-ils sur les électrons externes ?

Réponse

Ils diminuent l’influence du noyau sur eux.

41Question

Quelle formule définit le noyau effectif dans le modèle de Slater ?

Réponse

Z∗=Z(1−σ)Z^*=Z(1-\sigma)

42Question

Comment calcule-t-on la charge effective de l’électron ii selon Slater ?

Réponse

Zi∗=Z−∑jσi,jZ_i^*=Z-\sum_j\sigma_{i,j}

43Question

Quelle énergie possède chaque électron d’une orbitale de Slater ?

Réponse

L’énergie EnlE_{nl} associée à cette orbitale.

44Question

Quelle formule donne l’énergie de Slater en électronvolts ?

Réponse

Enl=−13,6×(Z∗)2n2E_{nl}=-13,6\times\frac{(Z^*)^2}{n^2}

45Question

Quelle formule donne le rayon de Slater ?

Réponse

rnl=a0n2Z∗r_{nl}=a_0\frac{n^2}{Z^*}

46Question

De combien augmente la charge effective par case pour un électron de valence des blocs s et p ?

Réponse

De 0,65.

47Question

Comment le rayon atomique évolue-t-il dans une période et dans une famille ?

Réponse

Il diminue de gauche à droite et augmente de haut en bas.

48Question

Quelle année figure dans la référence associée à la découverte du neutron par Chadwick ?

Réponse

1932.

49Question

Quelle particule Chadwick a-t-il déduite en bombardant du béryllium ?

Réponse

Le neutron.

50Question

Quelle charge électrique possède le neutron découvert par Chadwick ?

Réponse

Aucune charge électrique.

51Question

Quelles données caractérisent un nucléide ?

Réponse

Son nombre de protons Z et son nombre de nucléons A.

52Question

Par quelle grandeur un élément chimique est-il caractérisé ?

Réponse

Par son numéro atomique Z, égal à son nombre de protons.

53Question

Quels éléments ont des nucléides tous radioactifs selon leur numéro atomique Z ?

Réponse

Ceux dont Z>84Z>84.

54Question

Quelle est la valeur d’une unité de masse atomique en grammes ?

Réponse

1,67×10−24 g1{,}67\times10^{-24}\ \text{g}.

55Question

À quelle masse molaire correspond la masse atomique de carbone 12, égale à 12 u12\,u ?

Réponse

12 g⋅mol−112\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}.

56Question

Qu’est-ce qu’une espèce hydrogénoïde ?

Réponse

Un atome ou un ion qui ne possède qu’un seul électron.

57Question

Quelle est la célérité approximative de la lumière dans le vide ?

Réponse

3×108 m s−13\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}

58Question

Comment obtient-on le spectre de raies de l’hydrogène ?

Réponse

Par décharge électrique dans de l’hydrogène à faible pression contenu dans un tube scellé.

59Question

Qui a découvert la formule empirique généralisant la relation de Balmer, et en quelle année ?

Réponse

Rydberg, en 1889.

60Question

Qu’est-ce que le seuil d’ionisation d’un atome ?

Réponse

L’énergie au-delà de laquelle l’atome se transforme en cation.

61Question

Quelle énergie d’ionisation est donnée pour l’ion hydrogénoïde Be3+\mathrm{Be}^{3+} ?

Réponse

217,6 eV.

62Question

À quelle théorie l’effet photoélectrique a-t-il conduit ?

Réponse

À la théorie des quanta.

63Question

En quelle année l’effet Compton a-t-il contribué à remettre en question la mécanique classique ?

Réponse

En 1923.

64Question

Quelle est la densité de probabilité de présence de l’électron en (x,y,z)(x,y,z) ?

Réponse

∣ψ(x,y,z)∣2|\psi(x,y,z)|^2

65Question

À quelles sous-couches correspondent respectivement l=0,1,2,3l=0,1,2,3 ?

Réponse

Aux sous-couches s,p,d,fs,p,d,f, respectivement.

66Question

Quelle formule donne la probabilité radiale entre rr et r+drr+dr ?

Réponse

dP=4πr2∣ψ∣2drdP=4\pi r^2|\psi|^2dr.

67Question

Quel nombre quantique orbital et quelles valeurs de mm caractérisent les orbitales pp ?

Réponse

l=1l=1 et m=−1,0,+1m=-1,0,+1.

68Question

Quel nombre quantique orbital et quelles valeurs de mm caractérisent les orbitales dd ?

Réponse

l=2l=2 et m=−2,−1,0,+1,+2m=-2,-1,0,+1,+2.

69Question

Quelle est la configuration électronique fondamentale de l’azote, de numéro atomique 7 ?

Réponse

1s2 2s2 2p31s^2\,2s^2\,2p^3

70Question

Quelle est la configuration électronique réelle du cuivre, de numéro atomique 29 ?

Réponse

[Ar] 4s1 3d10[\mathrm{Ar}]\,4s^1\,3d^{10}

71Question

Quelle est la configuration électronique du chrome, de numéro atomique 24 ?

Réponse

[Ar] 4s1 3d5[\mathrm{Ar}]\,4s^1\,3d^5

72Question

Quels électrons sont retirés en premier dans certains cations de métaux de transition ?

Réponse

Les électrons nsns.

73Question

Quelle configuration électronique le cobalt possède-t-il dans l’ion Co2+\mathrm{Co}^{2+} ?

Réponse

[Ar] 3d7[\mathrm{Ar}]\,3d^7

74Question

Qu’est-ce qu’une famille dans le tableau périodique ?

Réponse

Une colonne du tableau périodique.

75Question

Combien de colonnes numérotées compte la représentation classique du tableau périodique ?

Réponse

18 colonnes, numérotées de 1 à 18.

76Question

Comment se termine la configuration électronique des éléments de la colonne 1 ?

Réponse

Par ns1ns^1.

77Question

Quelle configuration électronique caractérise les éléments de la colonne 2 du tableau périodique ?

Réponse

Elle se termine par ns2ns^2.

78Question

Pourquoi utilise-t-on des solutions approchées pour les atomes polyélectroniques ?

Réponse

Leur équation de Schrödinger ne peut pas être résolue exactement.

79Question

De quoi dépendent les constantes d’écran du modèle de Slater ?

Réponse

Des orbitales occupées par l’électron étudié et par l’électron faisant écran.

80Question

Comment définit-on le rayon d’une orbitale de Slater ?

Réponse

Par la position du maximum de sa densité de probabilité radiale.

81Question

Quelle énergie obtient-on pour l’orbitale sodiumienne 3s3s avec Z∗=2,2Z^*=2,2 ?

Réponse

−7,31 eV.

82Question

Quel rayon de Slater calcule-t-on pour l’orbitale sodiumienne 3s3s ?

Réponse

2,16 Å.

83Question

Comment le rayon atomique est-il défini expérimentalement ?

Réponse

La moitié de la distance entre les noyaux de deux atomes voisins.

84Question

Que provoque la perte d’électrons de valence sur le nuage électronique ?

Réponse

Sa contraction, car les écrans diminuent et la charge effective augmente.

85Question

Comment les rayons ioniques d’un même élément se comparent-ils à charge nucléaire et couche externe inchangées ?

Réponse

Ils augmentent à mesure que la charge positive diminue.

86Question

Que provoque le gain d’électrons de valence sur le nuage électronique ?

Réponse

Sa dilatation, car les écrans augmentent et la charge effective diminue.

87Question

Quelle est la longueur d’onde de la transition de Balmer 2→32\to3 ?

Réponse

656,28 nm.

88Question

Où le bloc f est-il présenté dans le tableau périodique ?

Réponse

Isolé sous le reste du tableau périodique.

89Question

Pourquoi le bloc f est-il présenté isolément sous le tableau périodique ?

Réponse

Pour plus de commodité.

90Question

Quel physicien a proposé un modèle d’orbites électroniques quantifiées autour du noyau ?

Réponse

Niels Bohr.

91Question

Qui a établi en 1889 la relation du nombre d’onde de la série de Balmer ?

Réponse

Rydberg.

92Question

En quelle année l’expérience de Stern et Gerlach a-t-elle montré qu’un quatrième nombre quantique est nécessaire pour décrire l’électron ?

Réponse

En 1922.

93Question

Quelle est la masse du proton ?

Réponse

1,6724 × 10⁻²⁷ kg.

94Question

Quelle est la masse atomique moyenne du carbone naturel ?

Réponse

12,01 u.

95Question

Selon quel critère Mendeleïev a-t-il principalement classé les éléments ?

Réponse

Selon leur masse atomique croissante.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 52 questions sur Atomes et propriétés périodiques.

1. Lors d’une expérience, quelques particules α envoyées sur une feuille métallique sont rétrodiffusées. Quelle conclusion ce résultat permet-il de tirer dans le modèle de Rutherford ?

2. Un atome neutre possède 11 protons. Combien d’électrons possède-t-il ?

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