QCM : Atomistique et liaisons chimiques — 22 questions

Questions et réponses du QCM

1. Concernant l’organisation de l’UE Chimie 1 :

La seconde partie aborde les interactions, les équilibres et les réactivités moléculaires.
La première partie traite de l’atomistique et des liaisons chimiques.
L’atomistique est étudiée après les interactions et les équilibres.
La seconde partie porte sur les interactions entre molécules.
La première partie est consacrée aux équilibres et aux réactivités moléculaires.

La seconde partie aborde les interactions, les équilibres et les réactivités moléculaires. · La première partie traite de l’atomistique et des liaisons chimiques.

Explication

L’UE débute par l’atomistique et les liaisons chimiques. Elle se poursuit par l’étude des interactions, des équilibres et des réactivités moléculaires.

2. Les différentes parties de l’UE Chimie 1 comprennent :

L’étude initiale des équilibres et des réactivités moléculaires.
L’analyse ultérieure des interactions entre molécules.
L’étude ultérieure des équilibres chimiques.
L’étude ultérieure des réactivités moléculaires.
L’étude initiale de l’atomistique et des liaisons chimiques.

L’analyse ultérieure des interactions entre molécules. · L’étude ultérieure des équilibres chimiques. · L’étude ultérieure des réactivités moléculaires. · L’étude initiale de l’atomistique et des liaisons chimiques.

Explication

L’organisation associe d’abord l’atomistique aux liaisons chimiques, puis les interactions, équilibres et réactivités des molécules. Les propositions restantes inversent ou déplacent ces thèmes.

3. Concernant la constitution générale de l’atome :

Le noyau atomique contient les électrons autour des neutrons.
L’atome comprend le noyau et le cortège électronique qui l’entoure.
Un cortège électronique entoure le noyau atomique.
Le noyau atomique contient des protons et des neutrons.
L’atome se confond avec son noyau dépourvu de cortège électronique.

L’atome comprend le noyau et le cortège électronique qui l’entoure. · Un cortège électronique entoure le noyau atomique. · Le noyau atomique contient des protons et des neutrons.

Explication

Un atome comprend un noyau formé de protons et de neutrons, ainsi qu’un cortège électronique autour du noyau. Le noyau ne constitue donc pas à lui seul l’atome, et les électrons ne sont pas situés dans le noyau.

4. Parmi les propositions suivantes concernant les charges des particules atomiques, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

L’électron porte une charge de +1,60219×10−19 C+1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}.
Le proton porte une charge de −1,60219×10−19 C-1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}.
Le proton porte une charge de +1,60219×10−19 C+1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}.
L’électron porte une charge de −1,60219×10−19 C-1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}.
Le neutron est électriquement neutre dans l’atome.

Le proton porte une charge de $$+1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}$$. · L’électron porte une charge de $$-1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}$$. · Le neutron est électriquement neutre dans l’atome.

Explication

Le proton porte une charge positive de 1,60219×10−19 C1{,}60219\times10^{-19}\ \mathrm{C}, tandis que l’électron porte la charge opposée. Le neutron est neutre électriquement ; les propositions restantes échangent les charges.

5. Concernant la définition et les propriétés des isotopes :

Les isotopes d’un même élément diffèrent par leur nombre de neutrons.
Les isotopes d’un même élément ont des nombres de masse AA différents.
Les isotopes d’un élément possèdent le même numéro atomique ZZ.
Les isotopes d’un même élément présentent des propriétés chimiques différentes.
Des éléments chimiques différents possèdent nécessairement le même numéro atomique ZZ.

Les isotopes d’un même élément diffèrent par leur nombre de neutrons. · Les isotopes d’un même élément ont des nombres de masse $$A$$ différents. · Les isotopes d’un élément possèdent le même numéro atomique $$Z$$.

Explication

Des isotopes appartiennent au même élément et possèdent donc le même numéro atomique ZZ, mais des nombres de masse AA différents. Ils diffèrent ainsi par leur nombre de neutrons, tandis que leurs propriétés chimiques restent les mêmes.

6. Parmi les propositions suivantes concernant les isotopes d’un même élément, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Ils présentent des propriétés chimiques similaires.
Ils possèdent des nombres de protons différents.
Ils possèdent des nombres de neutrons différents.
Leurs propriétés chimiques dépendent principalement de leur nombre de neutrons.
Leurs électrons interviennent dans leurs propriétés chimiques.

Ils présentent des propriétés chimiques similaires. · Ils possèdent des nombres de neutrons différents. · Leurs électrons interviennent dans leurs propriétés chimiques.

Explication

Les électrons déterminent la réactivité, ce qui explique les propriétés chimiques similaires des isotopes d’un même élément. Leur différence porte sur le nombre de neutrons, et non sur celui des protons ou des électrons.

7. Concernant le nombre d’Avogadro, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Sa valeur est environ 6,022×10226{,}022\times10^{22} particules par mole.
Il exprime un nombre de particules associé à une mole.
Il correspond à environ 6,022×10236{,}022\times10^{23} molécules par gramme.
Il vaut 6,022×10236{,}022\times10^{23} particules par mole.
Sa valeur est environ 6,022×10246{,}022\times10^{24} particules par mole.

Il exprime un nombre de particules associé à une mole. · Il vaut $$6{,}022\times10^{23}$$ particules par mole.

Explication

Le nombre d’Avogadro vaut 6,022×10236{,}022\times10^{23} particules par mole. Les autres valeurs proposées modifient le coefficient ou l’exposant de cette constante.

8. Parmi les propositions suivantes concernant les niveaux de Bohr et les transitions, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

L’énergie du niveau n=2n=2 de l’hydrogène vaut −3,4 eV-3,4\ \mathrm{eV}.
L’énergie du niveau n=1n=1 de l’hydrogène vaut +13,6 eV+13,6\ \mathrm{eV}.
L’énergie du niveau n=3n=3 de l’hydrogène vaut −13,6 eV-13,6\ \mathrm{eV}.
Une transition atomique implique un photon d’énergie choisie indépendamment des niveaux.
Un photon de transition possède une énergie exactement égale à la différence entre deux niveaux.

L’énergie du niveau $$n=2$$ de l’hydrogène vaut $$-3,4\ \mathrm{eV}$$. · Un photon de transition possède une énergie exactement égale à la différence entre deux niveaux.

Explication

Pour l’hydrogène, l’énergie du niveau nn suit En=−13,6n2 eVE_n=-\frac{13,6}{n^2}\ \mathrm{eV}, donc elle est négative pour un électron lié. Lors d’une transition, le photon possède une énergie exactement égale à la différence énergétique entre les niveaux.

9. Concernant la dualité onde-corpuscule et l’incertitude quantique :

Le principe d’incertitude concerne la masse et la charge de la particule.
Une particule en mouvement possède une longueur d’onde donnée par λ=hmv\lambda=\frac{h}{mv}.
La position et la vitesse peuvent être connues simultanément avec certitude.
L’électron présente des comportements ondulatoire et corpusculaire.
La longueur d’onde associée augmente lorsque la quantité de mouvement augmente.

Une particule en mouvement possède une longueur d’onde donnée par $$\lambda=\frac{h}{mv}$$. · L’électron présente des comportements ondulatoire et corpusculaire.

Explication

La dualité onde-corpuscule associe à une particule en mouvement la longueur d’onde λ=hmv\lambda=\frac{h}{mv}. Le principe d’incertitude indique que position et vitesse ne peuvent pas être connues simultanément avec certitude.

10. Les caractéristiques du modèle quantique et des orbitales comprennent :

L’équation de Schrödinger relie l’énergie aux propriétés ondulatoires.
Une orbitale atomique correspond à un volume associé à 95 % de probabilité de présence.
La relation de de Broglie s’écrit λ=mvh\lambda=\frac{mv}{h}.
La position et la vitesse d’une particule ne sont pas simultanément certaines.
Une orbitale atomique représente la trajectoire circulaire exacte de l’électron.

L’équation de Schrödinger relie l’énergie aux propriétés ondulatoires. · Une orbitale atomique correspond à un volume associé à 95 % de probabilité de présence. · La position et la vitesse d’une particule ne sont pas simultanément certaines.

Explication

Une orbitale atomique est définie comme le volume où la probabilité de trouver l’électron atteint 95 %. L’équation de Schrödinger relie l’énergie et les propriétés ondulatoires par Hψ=EψH\psi=E\psi, tandis que l’incertitude concerne position et vitesse.

11. Un électron est décrit dans le modèle quantique ; quelles propositions sont exactes ?

Une orbitale atomique correspond à une région de probabilité électronique.
Sa position et sa vitesse peuvent être simultanément certaines dans une description quantique.
Sa présence est représentée par un volume de probabilité à 95 %.
L’équation de Schrödinger relie l’énergie aux propriétés ondulatoires.
Son état ondulatoire est décrit par une équation reliant HψH\psi et EψE\psi.

Une orbitale atomique correspond à une région de probabilité électronique. · Sa présence est représentée par un volume de probabilité à 95 %. · Son état ondulatoire est décrit par une équation reliant $$H\psi$$ et $$E\psi$$.

Explication

L’équation de Schrödinger relie l’énergie aux propriétés ondulatoires selon Hψ=EψH\psi=E\psi. Une orbitale décrit un volume associé à 95 % de probabilité de présence, et non une trajectoire classique précise.

12. Concernant les rôles des nombres quantiques, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Le nombre principal nn définit la couche électronique.
Le nombre magnétique mm définit l’orientation de l’orbitale.
Le nombre secondaire ll définit la sous-couche et la forme orbitale.
Le spin ss définit l’orientation intrinsèque de l’électron.
Le nombre magnétique mm définit la couche électronique.

Le nombre principal $$n$$ définit la couche électronique. · Le nombre magnétique $$m$$ définit l’orientation de l’orbitale. · Le nombre secondaire $$l$$ définit la sous-couche et la forme orbitale. · Le spin $$s$$ définit l’orientation intrinsèque de l’électron.

Explication

Le nombre principal nn définit la couche, tandis que ll définit la sous-couche et la forme de l’orbitale. Le nombre magnétique mm détermine l’orientation et le spin possède deux valeurs possibles.

13. Parmi les propositions suivantes concernant les nombres quantiques, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Le nombre secondaire respecte 0≤l≤n−10\leq l\leq n-1.
Le nombre magnétique respecte −n≤m≤+n-n\leq m\leq+n.
Le nombre magnétique respecte −l≤m≤+l-l\leq m\leq+l.
Le nombre principal respecte n≥1n\geq1.
Le spin peut valoir s=+12s=+\frac12 ou s=−12s=-\frac12.

Le nombre secondaire respecte $$0\leq l\leq n-1$$. · Le nombre magnétique respecte $$-l\leq m\leq+l$$. · Le nombre principal respecte $$n\geq1$$. · Le spin peut valoir $$s=+\frac12$$ ou $$s=-\frac12$$.

Explication

Les nombres quantiques satisfont n≥1n\geq1, 0≤l≤n−10\leq l\leq n-1 et −l≤m≤+l-l\leq m\leq+l. Le spin vaut +12+\frac12 ou −12-\frac12, tandis que le nombre d’orbitales d’une sous-couche est 2l+12l+1.

14. À propos des sous-couches et de leurs orbitales, quelles sont les réponses exactes ?

La sous-couche s correspond à l=0l=0 et comporte une orbitale.
Une sous-couche caractérisée par ll contient 2l+12l+1 orbitales.
La sous-couche d correspond à l=2l=2 et comporte cinq orbitales.
La sous-couche p correspond à l=1l=1 et comporte trois orbitales.
La sous-couche p correspond à l=2l=2 et comporte cinq orbitales.

La sous-couche s correspond à $$l=0$$ et comporte une orbitale. · Une sous-couche caractérisée par $$l$$ contient $$2l+1$$ orbitales. · La sous-couche d correspond à $$l=2$$ et comporte cinq orbitales. · La sous-couche p correspond à $$l=1$$ et comporte trois orbitales.

Explication

Une sous-couche caractérisée par ll contient 2l+12l+1 orbitales, car le nombre magnétique possède autant de valeurs possibles. Ainsi, les sous-couches s, p et d comportent respectivement 1, 3 et 5 orbitales.

15. Concernant le principe d’Aufbau :

Le remplissage d’une orbitale dépend principalement de la masse du noyau.
Les orbitales disponibles sont occupées sans tenir compte de leur niveau énergétique.
L’état fondamental remplit d’abord les orbitales atomiques de plus basse énergie.
Le principe d’Aufbau concerne la répartition des électrons dans un atome excité.
L’état fondamental place d’abord les électrons dans les orbitales de plus haute énergie.

L’état fondamental remplit d’abord les orbitales atomiques de plus basse énergie.

Explication

L’Aufbau impose le remplissage prioritaire des orbitales de plus basse énergie. L’état excité et le remplissage initial des orbitales de plus haute énergie ne correspondent donc pas à l’état fondamental.

16. À propos du principe d’exclusion de Pauli, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Des électrons placés dans une même case quantique ont des spins parallèles.
Le principe de Pauli interdit à deux électrons d’un atome d’avoir les quatre mêmes nombres quantiques.
Deux électrons célibataires occupent nécessairement la même case quantique.
Une case quantique contient au maximum deux électrons de spins opposés.
Deux électrons possédant les quatre mêmes nombres quantiques peuvent occuper une case.

Le principe de Pauli interdit à deux électrons d’un atome d’avoir les quatre mêmes nombres quantiques. · Une case quantique contient au maximum deux électrons de spins opposés.

Explication

Le principe de Pauli limite chaque case quantique à deux électrons de spins opposés, car deux électrons ne peuvent avoir les quatre mêmes nombres quantiques. Des spins parallèles dans une même case contreviendraient à cette règle.

17. Une sous-couche comporte plusieurs orbitales de même énergie. Selon la règle de Hund, quelles propositions sont exactes ?

Les électrons célibataires présentent d’abord des spins parallèles.
La règle de Hund concerne l’ordre d’occupation des orbitales dégénérées.
Les électrons s’apparient dans une orbitale avant d’occuper les autres.
L’appariement intervient après l’occupation séparée des orbitales disponibles.
Les électrons occupent d’abord plusieurs orbitales différentes.

Les électrons célibataires présentent d’abord des spins parallèles. · La règle de Hund concerne l’ordre d’occupation des orbitales dégénérées. · L’appariement intervient après l’occupation séparée des orbitales disponibles. · Les électrons occupent d’abord plusieurs orbitales différentes.

Explication

La règle de Hund favorise l’occupation d’orbitales différentes avec des spins parallèles avant tout appariement. Elle ne prévoit donc pas l’appariement immédiat des électrons dans une seule orbitale.

18. Concernant la règle de Klechkowsky, quelles propositions sont exactes ?

Le remplissage suit des valeurs croissantes de n+ln+l.
La règle classe les orbitales selon le nombre quantique secondaire croissant.
Une couche de nombre quantique principal nn contient au maximum 2n22n^2 électrons.
Une couche de nombre quantique principal nn contient au maximum n2n^2 électrons.
En cas d’égalité de n+ln+l, la valeur croissante de nn départage les orbitales.

Le remplissage suit des valeurs croissantes de $$n+l$$. · Une couche de nombre quantique principal $$n$$ contient au maximum $$2n^2$$ électrons. · En cas d’égalité de $$n+l$$, la valeur croissante de $$n$$ départage les orbitales.

Explication

La règle de Klechkowsky classe les orbitales selon une valeur croissante de n+ln+l. En cas d’égalité, l’orbitale de plus petit nombre quantique principal nn est remplie en premier.

19. Le modèle VSEPR permet de prévoir la géométrie d’une molécule. Quelles propositions sont exactes ?

Il considère les répulsions entre doublets électroniques.
Il permet d’anticiper la géométrie moléculaire.
Il s’intéresse aux doublets situés autour d’un atome central.
Il détermine la forme à partir de la masse des atomes périphériques.
Il fonde la géométrie sur les répulsions électroniques autour du centre moléculaire.

Il considère les répulsions entre doublets électroniques. · Il permet d’anticiper la géométrie moléculaire. · Il s’intéresse aux doublets situés autour d’un atome central. · Il fonde la géométrie sur les répulsions électroniques autour du centre moléculaire.

Explication

Le modèle VSEPR prévoit la géométrie moléculaire à partir des répulsions entre doublets électroniques autour de l’atome central. Il ne repose donc pas principalement sur la masse atomique ou sur le nombre total d’atomes.

20. Concernant la résonance moléculaire, quelles propositions sont exactes ?

La structure réelle bénéficie de la contribution des formes mésomères.
Les formes mésomères décrivent une structure réelle stabilisée par leur contribution.
Les formes mésomères diffèrent par la répartition des électrons.
La résonance correspond à une alternance physique entre plusieurs molécules distinctes.
Elle associe plusieurs formes mésomères à une même molécule.

La structure réelle bénéficie de la contribution des formes mésomères. · Les formes mésomères diffèrent par la répartition des électrons. · Elle associe plusieurs formes mésomères à une même molécule.

Explication

La résonance utilise plusieurs formes mésomères qui diffèrent par la répartition des électrons. La structure réelle est stabilisée par la contribution de ces formes et ne correspond pas à une seule forme isolée.

21. Parmi les propositions suivantes concernant les nucléophiles et les électrophiles, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Un électrophile peut accepter des électrons.
Un électrophile est une espèce pauvre en électrons.
Un nucléophile est une espèce riche en électrons.
Un nucléophile accepte préférentiellement les électrons d’un électrophile.
Un nucléophile peut donner une paire d’électrons.

Un électrophile peut accepter des électrons. · Un électrophile est une espèce pauvre en électrons. · Un nucléophile est une espèce riche en électrons. · Un nucléophile peut donner une paire d’électrons.

Explication

Un nucléophile est riche en électrons et peut les donner, tandis qu’un électrophile est pauvre en électrons et peut les accepter. Les descriptions inversées confondent donc les deux rôles chimiques.

22. À propos du degré d’oxydation et du moment dipolaire, quelles propositions sont exactes ?

Le degré d’oxydation représente nécessairement une charge réelle localisée sur l’atome.
Le degré d’oxydation est attribué selon une convention de répartition électronique.
Le degré d’oxydation constitue une charge formelle associée à un atome.
Le moment dipolaire peut décrire une séparation de charges dans une molécule.
Le moment dipolaire caractérise une séparation des charges électriques.

Le degré d’oxydation est attribué selon une convention de répartition électronique. · Le degré d’oxydation constitue une charge formelle associée à un atome. · Le moment dipolaire peut décrire une séparation de charges dans une molécule. · Le moment dipolaire caractérise une séparation des charges électriques.

Explication

Le degré d’oxydation est une charge formelle attribuée selon une convention de répartition des électrons. Il ne représente donc pas nécessairement une charge réelle localisée sur l’atome.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 53 flashcards sur Atomistique et liaisons chimiques.

Que comprend la partie atomistique de l’UE Chimie 1 ?

Elle comprend l’étude des atomes et des liaisons chimiques.

Quelle est la deuxième partie de l’UE Chimie 1 ?

Elle est consacrée aux interactions, équilibres et réactivités des molécules.

De quoi est constitué l'atome ?

D'un noyau avec protons et neutrons, entouré d'un cortège électronique.

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