Flashcards : Atomistique et orbitales atomiques — 77 cartes

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1Question

Qu'est-ce que le nombre de masse A ?

Réponse

Le nombre total de nucléons dans un atome.

2Question

Que représente le numéro atomique Z ?

Réponse

Le nombre de protons dans un atome.

3Question

Que représente le numéro atomique Z dans un atome neutre ?

Réponse

Le nombre d'électrons dans un atome neutre.

4Question

Quelle formule relie le nombre de neutrons N, le nombre de masse A et le numéro atomique Z ?

Réponse

N=A−ZN=A-Z

5Question

Qu'est-ce qui définit des isotopes ?

Réponse

Ils ont le même numéro atomique Z mais des nombres de masse A différents.

6Question

Quel est l'ordre de grandeur du diamètre d'un atome ?

Réponse

Le diamètre d'un atome est d'environ 1 Å, soit 10−10 m10^{-10}\,\text{m}.

7Question

Quelle est la masse approximative d'un atome ?

Réponse

La masse d'un atome est approximativement celle de son noyau.

8Question

Combien de fois la masse d'un proton est-elle supérieure à celle d'un électron ?

Réponse

La masse d'un proton est environ 2000 fois supérieure à celle d'un électron.

9Question

Quelle charge possède un proton ?

Réponse

Un proton possède une charge de +1,6·10⁻¹⁹ C.

10Question

Quelle charge possède un neutron ?

Réponse

Un neutron possède une charge nulle.

11Question

Quelle charge possède un électron ?

Réponse

Un électron possède une charge de −1,6·10⁻¹⁹ C.

12Question

Qu'affirme la théorie des quanta introduite par Max Planck ?

Réponse

L'énergie d'un objet ne prend que des valeurs discrètes.

13Question

Quelle est la valeur de la constante de Planck ?

Réponse

La constante de Planck vaut h = 6,63·10⁻³⁴ J·s.

14Question

Quelle est la valeur de la célérité de la lumière ?

Réponse

La célérité de la lumière vaut c = 3·10⁸ m·s⁻¹.

15Question

Comment s'écrit l'énergie du photon ?

Réponse

L'énergie du photon s'écrit E=hν=m0c2E=h\nu=m_0c^2.

16Question

Quelle est la valeur d'un électron-volt en joules ?

Réponse

1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J.

17Question

Quelle unité d'énergie utilisent les formules du Système international ?

Réponse

Les formules utilisent l'énergie en joules.

18Question

Qui a introduit la théorie des quanta ?

Réponse

Max Planck a introduit la théorie des quanta.

19Question

Que sont les hydrogénoïdes ?

Réponse

Ce sont des cations avec un seul électron.

20Question

À quoi correspond l'état fondamental dans le modèle de Bohr ?

Réponse

À N = 1 et à l'état de plus basse énergie.

21Question

Que désignent les états excités dans le modèle de Bohr ?

Réponse

Les niveaux N = 2, 3, 4, …

22Question

Que signifie l'état ionisé dans le modèle de Bohr ?

Réponse

Le niveau N = ∞.

23Question

Qu'est-ce qu'une transition électronique ?

Réponse

Le passage d'un électron entre deux niveaux d'énergie.

24Question

Quelle série de raies correspond aux transitions vers n = 1 ?

Réponse

La série de Lyman dans l'ultraviolet.

25Question

Quelle série de raies correspond aux transitions vers n = 2 ?

Réponse

La série de Balmer dans le visible.

26Question

Quelle série de raies correspond aux transitions vers n = 3 ?

Réponse

La série de Paschen dans l'infrarouge.

27Question

Qu'associe l'onde de De Broglie à une particule en mouvement rapide ?

Réponse

Une longueur d'onde.

28Question

De quel physicien provient la relation liant longueur d'onde, masse et vitesse d'un électron ?

Réponse

De Broglie.

29Question

Quelle constante physique intervient dans la relation de De Broglie pour un électron ?

Réponse

La constante de Planck h.

30Question

Quelle grandeur physique représente m dans la relation de De Broglie ?

Réponse

La masse de l'électron.

31Question

Que stipule le principe d'incertitude d'Heisenberg ?

Réponse

On ne peut pas connaître précisément et simultanément position et vitesse d'une particule.

32Question

Qui a formulé le principe d'incertitude ?

Réponse

Heisenberg.

33Question

Qu'est-ce qu'une orbitale atomique ?

Réponse

Une zone où la probabilité de trouver un électron est maximale.

34Question

Que caractérise le nombre quantique principal n ?

Réponse

La couche électronique et le volume de l’orbitale atomique.

35Question

Que représente le nombre quantique secondaire ℓ ?

Réponse

La sous-couche et la forme de l’orbitale.

36Question

Quelle est la formule du nombre d’orbitales dans une sous-couche ?

Réponse

Le nombre d’orbitales est 2ℓ+12\ell + 1.

37Question

Quelles valeurs peut prendre le nombre quantique de spin s ?

Réponse

Il vaut +1/2 ou −1/2.

38Question

Quelles couches correspondent à n = 1, 2, 3 et 4 ?

Réponse

K, L, M et N respectivement.

39Question

Quelles valeurs peut prendre ℓ selon n ?

Réponse

ℓ vérifie 0≤ℓ≤n−10 \leq \ell \leq n-1.

40Question

Quelles valeurs peut prendre le nombre quantique magnétique mℓ ?

Réponse

Il prend les valeurs entières de −ℓ à +ℓ.

41Question

Quelle est la géométrie des orbitales de type s ?

Réponse

Les orbitales de type s ont une géométrie sphérique.

42Question

Qu'est-ce qu'une coque nodale ?

Réponse

Une coque nodale est une zone où la probabilité de présence de l’électron est nulle.

43Question

Combien de lobes possèdent les orbitales p et comment sont-ils séparés ?

Réponse

Les orbitales p ont deux lobes de signes opposés séparés par un plan nodal.

44Question

Quelles sont les orientations possibles des orbitales p ?

Réponse

Les orbitales p existent selon trois orientations : px, py et pz.

45Question

Quelle est l'énergie des sous-couches d'une même couche pour l'hydrogène ?

Réponse

Toutes les sous-couches d’une même couche ont la même énergie pour l’hydrogène.

46Question

Quelle règle remplit les sous-couches selon n + ℓ croissant ?

Réponse

La règle de Klechkowski.

47Question

Quel est l'ordre usuel de remplissage électronique ?

Réponse

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f.

48Question

Qu'interdit le principe d'exclusion de Pauli ?

Réponse

Deux électrons d'un même atome d'avoir les quatre mêmes nombres quantiques.

49Question

Combien d'électrons au maximum contient une orbitale selon Pauli ?

Réponse

Deux électrons de spins antiparallèles.

50Question

Qu'impose la règle de Hund dans des orbitales de même énergie ?

Réponse

Les électrons occupent d'abord les orbitales avec spins parallèles maximaux.

51Question

Quelle est la configuration électronique du cobalt (Z=27) ?

Réponse

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁷.

52Question

Quelles sous-couches forment la couche de valence du cobalt ?

Réponse

Les sous-couches 4s et 3d.

53Question

Pourquoi Cr, Cu, Mo, Ag et Au dérogent à la règle de Klechkowski ?

Réponse

Une sous-couche d à moitié ou totalement remplie apporte un gain de stabilité.

54Question

Comment sont classés les éléments dans le tableau périodique ?

Réponse

Par numéro atomique Z croissant.

55Question

Quels sont les quatre blocs du tableau périodique ?

Réponse

Les blocs s, p, d et f.

56Question

Quelles familles principales ont une configuration ns¹ ou ns² ?

Réponse

Les alcalins ont ns¹ et les alcalino-terreux ont ns².

57Question

Quelle configuration caractérise les métaux de transition ?

Réponse

Ils ont ns¹ ou ns²(n−1)d¹ à ¹⁰.

58Question

Comment un atome atteint-il la stabilité d’un gaz rare ?

Réponse

En gagnant ou perdant des électrons selon son déficit ou excès.

59Question

Dans le bloc d, quels électrons sont arrachés en premier ?

Réponse

Les électrons s sont arrachés avant les électrons d.

60Question

Comment varie le rayon atomique dans une période de gauche à droite ?

Réponse

Le rayon atomique diminue.

61Question

Comment varie l’électronégativité de Pauling entre fluor et césium ?

Réponse

Elle est maximale pour le fluor (4) et minimale pour le césium (0,7).

62Question

Qu'est-ce que l'hybridation en chimie moléculaire ?

Réponse

La combinaison linéaire d'orbitales atomiques pour former de nouvelles orbitales.

63Question

Quelle géométrie a l'hybridation sp et quel angle forme-t-elle ?

Réponse

Elle est linéaire avec un angle de 180°.

64Question

Quelle forme géométrique correspond à l'hybridation sp² ?

Réponse

Une géométrie trigonale plane à 120°.

65Question

Quelle est la géométrie et l'angle de l'hybridation sp³ ?

Réponse

Une géométrie tétraédrique à 109°28′.

66Question

Comment le nombre d'orbitales hybrides obtenu se compare-t-il au nombre d'orbitales atomiques initiales ?

Réponse

Il est égal au nombre d'orbitales atomiques pures initiales.

67Question

Le niveau d'énergie des orbitales hybrides est-il identique à celui des orbitales atomiques pures ?

Réponse

Non, il est différent.

68Question

Comment varie l'électronégativité du carbone selon la proportion d'orbitales s dans l'hybridation ?

Réponse

Elle augmente avec la proportion d'orbitales s.

69Question

Quelle est l'électronégativité du carbone en hybridation sp³, sp² et sp ?

Réponse

χ(sp³) = 2,5 < χ(sp²) = 2,8 < χ(sp) = 3,1.

70Question

Que contient une liaison double en termes de liaisons atomiques ?

Réponse

Une liaison double contient une liaison σ et une liaison π.

71Question

Combien de liaisons π contient une liaison triple ?

Réponse

Une liaison triple contient deux liaisons π.

72Question

Quel effet a l’augmentation de l’ordre de liaison sur la distance interatomique ?

Réponse

Elle diminue la distance interatomique.

73Question

Qu’empêche une liaison π autour de l’axe internucléaire ?

Réponse

Elle empêche la rotation autour de l’axe internucléaire.

74Question

Comment se forme la liaison σ dans une liaison double ?

Réponse

Par recouvrement axial d’orbitales sp².

75Question

Comment se forme la liaison π dans une liaison double ?

Réponse

Par recouvrement latéral d’orbitales p non hybridées.

76Question

L’hydrogène peut-il être hybridé ?

Réponse

L’hydrogène n’est jamais hybridé.

77Question

Quel est l’état d’hybridation d’un atome lié à un carbone sp² portant un doublet non liant ?

Réponse

Il est sp².

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 32 questions sur Atomistique et orbitales atomiques.

1. Que représente le nombre de masse AA d’un atome ?

2. Dans un atome électriquement neutre, à quoi le numéro atomique ZZ est-il égal ?

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