QCM : Atomes, molécules et liaisons — 26 questions

Explication

L’énergie désigne une capacité à produire un travail, alors que la matière possède une masse et occupe un espace. Confondre ces notions revient à attribuer à l’énergie les propriétés physiques propres à la matière.

Explication

Un élément chimique est constitué d’un seul type d’atome. Une substance rassemblant plusieurs types d’atomes ne correspond pas à cette définition d’un élément.

Explication

Un atome est la plus petite particule en laquelle un élément peut être divisé. Une région de probabilité décrit plutôt une orbitale, tandis qu’une association d’éléments relève d’une substance composée.

Explication

Le proton possède une charge positive de +1, le neutron n’a pas de charge et l’électron possède une charge négative de −1. La confusion la plus fréquente consiste à attribuer la charge positive à une autre particule que le proton.

Explication

Le noyau contient les protons et les neutrons, alors que les électrons se trouvent en dehors du noyau. La charge électrique distingue ces particules, mais ne place pas les trois dans la même région.

Explication

Le nombre de protons distingue les éléments : l’hydrogène en possède un et l’hélium deux. Le nombre de neutrons peut varier entre isotopes d’un même élément, sans définir un nouvel élément.

Explication

Le nombre de neutrons se calcule avec $A-Z$, donc $23-11=12$. Le numéro atomique indique le nombre de protons et ne donne pas directement le nombre de neutrons.

Explication

L’absorption d’énergie fait monter l’électron vers un niveau supérieur, ce qui correspond à un état excité. Le retour vers un niveau inférieur décrit au contraire une perte d’énergie et un rapprochement de l’état de repos.

Explication

Une orbitale est une région de l’espace où la présence de l’électron est très probable, environ 90 % du temps. Elle ne correspond pas à une trajectoire circulaire précise autour du noyau.

Explication

Chaque orbitale peut contenir au maximum deux électrons. Le nombre huit concerne la capacité maximale de certaines couches électroniques, et non celle d’une orbitale individuelle.

Explication

La répartition donnée pour le soufre est de 2 électrons sur K, 8 sur L et 6 sur M, soit 16 électrons au total. Les autres répartitions déplacent des électrons vers des couches qui ne correspondent pas à cet exemple.

Explication

Les atomes tendent à modifier leur nombre d’électrons externes afin d’atteindre une configuration stable de 2 ou 8 électrons. L’ajout ou la perte d’électrons ne modifie pas la masse du noyau et vise la stabilité plutôt qu’une réactivité accrue.

Explication

Les éléments dont la couche externe est incomplète sont chimiquement réactifs, alors que ceux dont cette couche est complète sont chimiquement inertes. La complétude de la couche externe constitue donc le critère pertinent dans cette comparaison.

Explication

Une liaison ionique résulte d’un transfert d’électrons qui transforme les atomes en ions, suivie d’une attraction entre leurs charges opposées. Le partage d’électrons correspond plutôt à une liaison covalente, et non ionique.

Explication

Dans le chlorure de sodium, la perte d’un électron rend le sodium positif, Na+, tandis que le gain d’un électron rend le chlore négatif, Cl−. La confusion fréquente consiste à inverser le sens du transfert ou le signe des ions.

Explication

Une liaison covalente repose sur le partage d’électrons entre des atomes, ce qui contribue à compléter ou à vider leur couche externe. Le transfert d’électrons produit plutôt une liaison ionique, tandis que l’attraction entre molécules polaires décrit une interaction.

Explication

Le partage de deux paires d’électrons forme une liaison double, tandis qu’une seule paire forme une liaison simple. Une liaison ionique implique un transfert d’électrons, et une liaison hydrogène est une attraction entre molécules polaires.

Explication

Le méthane contient un atome de carbone lié à quatre atomes d’hydrogène par quatre liaisons covalentes simples. Les liaisons ioniques ne décrivent pas la structure du méthane, et les doubles liaisons concernent notamment le dioxyde de carbone.

Explication

Dans une liaison covalente polaire, le partage des électrons est inégal : ils se trouvent davantage près de l’atome le plus électronégatif. Il s’agit donc toujours d’un partage, et non d’un transfert complet ou d’une répartition parfaitement égale.

Explication

Une molécule est constituée d’éléments présents dans des proportions constantes, dont les atomes sont maintenus ensemble par des liaisons covalentes. Un mélange physique n’a pas nécessairement une composition constante, et un transfert de protons ne définit pas une molécule.

Explication

Les réactifs sont les substances initiales qui se transforment, tandis que les produits sont les nouvelles substances formées. Les produits ne précèdent donc pas la réaction, et ces deux catégories ne correspondent pas à des rôles de catalyseur.

Explication

Une dissociation scinde un composé en substances plus simples, selon le schéma $AB\rightarrow A+B$. Le schéma $A+B\rightarrow AB$ décrit au contraire une combinaison de deux réactifs en un composé.

Explication

La mole est l’unité SI de quantité de matière et correspond à environ $6{,}02 \times 10^{23}$ entités élémentaires. La masse moléculaire décrit une masse associée aux atomes d’une molécule, et non une quantité d’entités.

Explication

Une mole contient environ $6{,}02 \times 10^{23}$ entités, qu’il s’agisse d’atomes ou de molécules. La masse atomique ou la somme des masses atomiques ne donne pas le nombre d’entités présentes dans une mole.

Explication

La masse moléculaire s’obtient par addition des masses atomiques des atomes qui composent la molécule. Le comptage des protons et des neutrons correspond à la masse atomique, tandis que le nombre de molécules et le volume ne fournissent pas directement cette valeur.

Explication

L’eau contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, donc sa masse moléculaire vaut $16+(2\times1)=18\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$. La valeur $17\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ ne tient pas compte correctement du deuxième atome d’hydrogène.