QCM : Atomes, ions et orbitales — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle organisation décrit correctement la structure générale d’un atome ?

Un nuage de protons et d’électrons entourant un noyau de neutrons
Un noyau d’électrons et de neutrons entouré d’un nuage de protons
Un noyau de protons et d’électrons entouré d’un nuage de neutrons
Un noyau de protons et de neutrons entouré d’un nuage d’électrons

Un noyau de protons et de neutrons entouré d’un nuage d’électrons

Explication

Le noyau atomique contient les protons et les neutrons, tandis que les électrons se trouvent dans le nuage électronique. Confondre les nucléons avec les électrons conduit à placer des électrons dans le noyau.

2. Quelle association entre particule subatomique, charge relative et masse est correcte ?

L’électron a une charge −1 et une masse de 9,109×10−31 kg9{,}109 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}
Le proton a une charge −1 et une masse de 1,673×10−27 kg1{,}673 \times 10^{-27}\ \mathrm{kg}
L’électron a une charge +1 et une masse de 9,109×10−31 kg9{,}109 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}
Le neutron a une charge +1 et une masse de 1,675×10−27 kg1{,}675 \times 10^{-27}\ \mathrm{kg}

L’électron a une charge −1 et une masse de $$9{,}109 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}$$

Explication

L’électron porte une charge relative négative et possède une masse d’environ 9,109×10−31 kg9{,}109 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}. Le proton est positif et le neutron est neutre, ce qui invalide les associations correspondantes proposées.

3. Quelle information la classification périodique associe-t-elle à chaque élément ?

Un numéro de colonne, une masse molaire, un rayon atomique et une température de fusion
Un symbole, une charge ionique moyenne, un nombre de neutrons et une masse volumique
Un nombre de masse, un nombre d’électrons, une masse volumique et une période radioactive
Un symbole, un numéro atomique, un nombre de masse isotopique et une masse molaire atomique

Un symbole, un numéro atomique, un nombre de masse isotopique et une masse molaire atomique

Explication

La classification périodique indique notamment le symbole, le numéro atomique, le nombre de masse de l’isotope le plus abondant et la masse molaire atomique. Le nombre de neutrons n’est pas une donnée directement associée à chaque élément sous cette forme.

4. À T=298 KT = 298\ \mathrm{K} et sous P=1 atmP = 1\ \mathrm{atm}, quelle répartition décrit correctement l’état physique des éléments ?

Les solides sont majoritaires, avec 11 gaz et 2 liquides
Les gaz sont majoritaires, avec 11 solides et 2 liquides
Les solides et les gaz sont en nombre égal, avec 2 liquides
Les liquides sont majoritaires, avec 11 gaz et 2 solides

Les solides sont majoritaires, avec 11 gaz et 2 liquides

Explication

Dans ces conditions, les éléments solides sont majoritaires, tandis que 11 sont gazeux et 2 sont liquides. L’idée que les gaz dominent inverse la répartition indiquée.

5. Que décrit principalement le nombre quantique principal nn ?

La couche énergétique occupée par l’orbitale et l’électron
L’orientation de l’orbitale dans l’espace
Le nombre d’électrons présents dans l’orbitale
Le type d’orbitale occupée par l’électron

La couche énergétique occupée par l’orbitale et l’électron

Explication

Le nombre quantique principal nn indique la couche énergétique dans laquelle se situe l’orbitale et donc l’électron. Le type d’orbitale relève du nombre azimutal ll, tandis que son orientation relève de mm.

6. Pour une orbitale caractérisée par n=3n = 3, quelles valeurs le nombre quantique secondaire ll peut-il prendre ?

l=1,2 ou 3l = 1, 2\ \text{ou}\ 3
l=0,1 ou 2l = 0, 1\ \text{ou}\ 2
l=0,1,2 ou 3l = 0, 1, 2\ \text{ou}\ 3
l=−3,−2,−1,0,1,2 ou 3l = -3, -2, -1, 0, 1, 2\ \text{ou}\ 3

$$l = 0, 1\ \text{ou}\ 2$$

Explication

Le nombre quantique secondaire respecte la relation 0≤l≤n−10 \leq l \leq n - 1, donc pour n=3n = 3, les valeurs possibles sont 0, 1 et 2. La valeur l=3l = 3 dépasse la limite imposée par cette couche.

7. Pour l=2l = 2, quelles sont les valeurs permises du nombre quantique magnétique mm ?

m=−2,−1,0,+1,+2,+3m = -2, -1, 0, +1, +2, +3
m=−2,−1,0,+1,+2m = -2, -1, 0, +1, +2
m=0,+1,+2m = 0, +1, +2
m=−1,0,+1m = -1, 0, +1

$$m = -2, -1, 0, +1, +2$$

Explication

Le nombre quantique magnétique varie de −l-l à +l+l par valeurs entières, ce qui donne cinq valeurs lorsque l=2l = 2. La plage réduite à trois valeurs correspondrait à l=1l = 1.

8. Combien d’orbitales et d’électrons peut contenir la couche caractérisée par n=3n = 3 ?

12 orbitales et 24 électrons
9 orbitales et 18 électrons
6 orbitales et 12 électrons
18 orbitales et 36 électrons

9 orbitales et 18 électrons

Explication

La couche n=3n = 3 possède 9 orbitales, chacune pouvant accueillir deux électrons, soit 18 électrons au total. Le nombre 6 ne correspond pas au nombre d’orbitales de cette couche.

9. Quelle description correspond à une orbitale atomique s ?

Une région orientée selon trois axes et présentant une énergie équivalente
Une région à deux lobes séparés par un plan où la probabilité est nulle
Une région dont la taille reste identique pour toutes les valeurs de l’atome
Une région sphérique où la probabilité de trouver l’électron est élevée

Une région sphérique où la probabilité de trouver l’électron est élevée

Explication

Une orbitale s est une région de l’espace de forme sphérique où l’électron a une probabilité élevée d’être trouvé. La description à deux lobes séparés par un plan nodal caractérise une orbitale p.

10. Quelle caractéristique distingue une orbitale atomique p d’une orbitale s ?

Elle varie par sa taille tout en gardant une forme sphérique
Elle possède deux lobes séparés par un plan nodal
Elle adopte trois orientations ayant des formes différentes
Elle présente une forme sphérique autour du noyau

Elle possède deux lobes séparés par un plan nodal

Explication

Une orbitale p comporte deux lobes situés de part et d’autre du noyau, avec un plan nodal entre eux. Une orbitale s est sphérique, tandis que la variation de taille concerne les orbitales s de différents niveaux.

11. À partir de quelle valeur de nn les trois orbitales p deviennent-elles disponibles, et comment se distinguent-elles ?

À partir de n=2n=2, par leur orientation selon les axes xx, yy et zz
À partir de n=2n=2, par des énergies différentes liées à chaque axe
À partir de n=3n=3, par des tailles différentes dans un même niveau
À partir de n=1n=1, par leur forme sphérique autour du noyau

À partir de $$n=2$$, par leur orientation selon les axes $$x$$, $$y$$ et $$z$$

Explication

À partir de n=2n=2, trois orbitales p existent et possèdent une énergie équivalente, mais elles sont orientées selon les axes xx, yy et zz. Elles ne se distinguent donc pas par des énergies différentes.

12. Combien de parties structurent le chapitre consacré aux atomes et à leur configuration électronique ?

Quatre parties portant sur les atomes du vivant, leur structure, leurs électrons et leur configuration électronique
Cinq parties portant sur les éléments, les orbitales, les noyaux, les ions et les configurations
Trois parties portant sur les atomes du vivant, les noyaux atomiques et les liaisons chimiques
Quatre parties portant sur les molécules biologiques, les ions, les électrons et les réactions chimiques

Quatre parties portant sur les atomes du vivant, leur structure, leurs électrons et leur configuration électronique

Explication

Le chapitre est organisé en quatre parties consacrées aux principaux atomes du vivant, à la structure des atomes, aux électrons dans l’atome et à la configuration électronique des éléments. Les autres propositions remplacent ou ajoutent des thèmes qui ne font pas partie de cette organisation.

13. Dans quel ordre les quatre parties du chapitre sont-elles présentées ?

Structure des atomes, atomes du vivant, configuration électronique, électrons dans l’atome
Électrons dans l’atome, configuration électronique, atomes du vivant, structure des atomes
Atomes du vivant, structure des atomes, électrons dans l’atome, configuration électronique
Atomes du vivant, électrons dans l’atome, structure des atomes, configuration électronique

Atomes du vivant, structure des atomes, électrons dans l’atome, configuration électronique

Explication

L’organisation suit une progression allant des principaux atomes du vivant vers leur structure, puis vers les électrons et enfin leur configuration électronique. Les autres séquences modifient cet enchaînement.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 31 flashcards sur Atomes, ions et orbitales.

Que contient le noyau d'un atome ?

Des protons et des neutrons.

Qu'entoure le noyau dans un atome ?

Un nuage électronique contenant des électrons.

Quelle charge relative porte un électron ?

−1.

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