QCM : Atomes, ions et tableau périodique — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Pour un atome neutre dont le numéro atomique est Z=12Z=12, combien d’électrons sont présents ?

66 électrons
1010 électrons
2424 électrons
1212 électrons

$$12$$ électrons

Explication

Dans un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons, donc à ZZ. Avec Z=12Z=12, l’atome possède donc 1212 électrons.

2. Laquelle décrit correctement une molécule ?

Une entité chimique microscopique et neutre formée d’atomes assemblés
Une particule microscopique composée d’un seul électron mobile
Un assemblage macroscopique d’ions dont la charge globale est nulle
Une entité chimique microscopique chargée ayant gagné des électrons

Une entité chimique microscopique et neutre formée d’atomes assemblés

Explication

Une molécule est une entité microscopique neutre constituée de plusieurs atomes assemblés, comme dans H₂O. Un ion, en revanche, porte une charge électrique après avoir gagné ou perdu des électrons.

3. Qu’est-ce qu’une famille chimique ?

Un ensemble d’éléments contenant le même nombre de couches électroniques
Un ensemble d’atomes ayant exactement la même masse nucléaire
Un ensemble d’éléments possédant des propriétés chimiques communes
Un ensemble de particules portant toutes une charge électrique négative

Un ensemble d’éléments possédant des propriétés chimiques communes

Explication

Une famille chimique regroupe des éléments qui présentent des propriétés chimiques communes. Le nombre de couches ou la masse nucléaire ne suffit pas à définir une famille chimique.

4. Quelle description caractérise correctement un atome ?

Une entité microscopique neutre formée d’un noyau et d’électrons
Une entité microscopique positive formée d’électrons et de neutrons
Une entité macroscopique neutre constituée de plusieurs noyaux
Une entité microscopique négative constituée d’un noyau sans électrons

Une entité microscopique neutre formée d’un noyau et d’électrons

Explication

Un atome est une entité chimique microscopique électriquement neutre, composée d’un noyau et d’un cortège électronique. Une charge globale positive ou négative ne correspond pas à l’atome neutre décrit ici.

5. Quelle propriété caractérise un composé ionique ?

Il contient des molécules neutres sans ions porteurs de charge
Il associe des cations et des anions pour former un ensemble globalement neutre
Il est constitué d’anions dont les charges restent toutes positives
Il rassemble des atomes isolés sans compensation des charges électriques

Il associe des cations et des anions pour former un ensemble globalement neutre

Explication

Un composé ionique est formé par un empilement de cations et d’anions dont les charges se compensent à l’échelle globale. Chaque ion reste pourtant chargé, contrairement à l’ensemble du composé.

6. Quelle règle s’applique à la formule chimique d’un composé ionique ?

Le cation est écrit avant l’anion et les proportions rendent la charge globale nulle
Le cation et l’anion sont écrits dans l’ordre de leur abondance dans le solide
Les ions sont écrits sans indice puisque leur charge est déjà indiquée séparément
L’anion est écrit avant le cation et les proportions suivent la masse des éléments

Le cation est écrit avant l’anion et les proportions rendent la charge globale nulle

Explication

La formule chimique place le cation avant l’anion et utilise des proportions qui assurent la neutralité électrique. L’ordre du nom peut différer, mais il ne remplace pas cette règle d’écriture de la formule.

7. Un noyau possède Z=17Z=17 protons et A=35A=35 nucléons. Combien contient-il de neutrons ?

1717 neutrons
5252 neutrons
3535 neutrons
1818 neutrons

$$18$$ neutrons

Explication

La relation A=Z+NA=Z+N donne N=A−Z=35−17=18N=A-Z=35-17=18. Le nombre de masse AA compte tous les nucléons, tandis que ZZ compte les protons.

8. Comment définit-on les électrons de valence d’un atome ?

Les électrons appartenant exclusivement aux sous-couches de type pp
Les électrons situés dans la couche correspondant à la plus petite valeur de nn
Les électrons de la couche occupée correspondant à la plus grande valeur de nn
Les électrons présents dans le noyau avec les neutrons et les protons

Les électrons de la couche occupée correspondant à la plus grande valeur de $$n$$

Explication

Les électrons de valence appartiennent à la couche électronique occupée de plus grande valeur de nn, c’est-à-dire à la couche externe. Les électrons internes se trouvent dans les couches précédentes, et les protons et neutrons sont dans le noyau.

9. Quelle approximation permet d’estimer la masse d’un atome ayant un nombre de masse AA ?

matome≈A meˊlectronm_{\text{atome}}\approx A\,m_{\text{électron}}
matome≈Z meˊlectronm_{\text{atome}}\approx Z\,m_{\text{électron}}
matome≈A mnucleˊonm_{\text{atome}}\approx A\,m_{\text{nucléon}}
matome≈N meˊlectronm_{\text{atome}}\approx N\,m_{\text{électron}}

$$m_{\text{atome}}\approx A\,m_{\text{nucléon}}$$

Explication

La masse de l’atome est approximativement celle de son noyau, car la masse des électrons est très faible devant celle des nucléons. On utilise donc matome≈A mnucleˊonm_{\text{atome}}\approx A\,m_{\text{nucléon}}.

10. Quels ordres de grandeur correspondent aux diamètres d’un atome et de son noyau ?

Atome : 10−5 m10^{-5}\ \mathrm{m} ; noyau : 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}
Atome : 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m} ; noyau : 10−5 m10^{-5}\ \mathrm{m}
Atome : 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m} ; noyau : 10−15 m10^{-15}\ \mathrm{m}
Atome : 10−15 m10^{-15}\ \mathrm{m} ; noyau : 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}

Atome : $$10^{-10}\ \mathrm{m}$$ ; noyau : $$10^{-15}\ \mathrm{m}$$

Explication

Le diamètre caractéristique de l’atome est de l’ordre de 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}, tandis que celui du noyau est de l’ordre de 10−15 m10^{-15}\ \mathrm{m}. Le noyau est donc beaucoup plus petit que l’atome.

11. Quelles particules se trouvent dans le noyau atomique et quelle charge le noyau porte-t-il ?

Des électrons et des neutrons, avec une charge négative
Des électrons et des photons, avec une charge positive
Des protons et des neutrons, avec une charge positive
Des protons et des électrons, avec une charge nulle

Des protons et des neutrons, avec une charge positive

Explication

Le noyau contient les nucléons, c’est-à-dire les protons et les neutrons, et porte la charge positive de l’atome. Les électrons appartiennent au cortège électronique, et non au noyau.

12. Quelle transformation produit un ion à partir d’un atome neutre ?

La séparation d’une molécule en atomes électriquement neutres
Le gain ou la perte d’un ou plusieurs électrons
La fusion de deux noyaux avec conservation des électrons
L’association de plusieurs atomes sans modification électronique

Le gain ou la perte d’un ou plusieurs électrons

Explication

Un ion apparaît lorsqu’un atome gagne ou perd un ou plusieurs électrons, ce qui lui confère une charge. L’association d’atomes peut former une molécule, mais elle ne définit pas à elle seule la formation d’un ion.

13. Quelle distinction entre un cation et un anion est correcte ?

Le cation est positif, tandis que l’anion est négatif
Le cation est neutre, tandis que l’anion porte une charge positive
Le cation est négatif, tandis que l’anion est positif
Le cation contient plusieurs atomes, tandis que l’anion n’en contient qu’un

Le cation est positif, tandis que l’anion est négatif

Explication

Un cation porte une charge positive et un anion porte une charge négative. Leur différence repose donc sur le signe de leur charge, et non sur le nombre d’atomes qu’ils contiennent.

14. Quelle formule correspond au chlorure de magnésium formé d’ions Mg²⁺ et Cl⁻ ?

Mg₂Cl₃
Mg₂Cl
MgCl
MgCl₂

MgCl₂

Explication

Deux ions chlorure Cl⁻ sont nécessaires pour compenser la charge positive d’un ion Mg²⁺, d’où la formule MgCl₂. Les autres formules ne donnent pas une charge globale nulle pour ces ions.

15. Pour déterminer la position d’un élément de numéro atomique inférieur ou égal à 1818, quelle démarche est correcte ?

Compter les protons, puis utiliser le nombre de noyaux et la charge totale de l’atome
Repérer la plus grande valeur de nn, puis utiliser la dernière sous-couche et les électrons de valence
Compter les neutrons, puis utiliser la première sous-couche et le nombre de nucléons
Repérer la plus petite valeur de nn, puis utiliser la masse atomique et les électrons internes

Repérer la plus grande valeur de $$n$$, puis utiliser la dernière sous-couche et les électrons de valence

Explication

La plus grande valeur de nn permet d’obtenir la ligne, tandis que la dernière sous-couche et le nombre d’électrons de valence aident à identifier le bloc et la colonne. La masse, les neutrons et les électrons internes ne constituent pas les critères indiqués pour cette détermination.

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Qu'est-ce qu'un atome en chimie ?

Une entité chimique microscopique et électriquement neutre.

Que contient le noyau atomique ?

Des nucléons, c’est-à-dire des protons et des neutrons.

Quelle charge porte le noyau atomique ?

La charge positive de l’atome.

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