QCM : Atomistique et structure de l’atome — 20 questions

Explication

La chimie analyse la composition de la matière ainsi que les transformations qu’elle peut subir. La physique étudie principalement les propriétés et les interactions de la matière sans définir ce domaine spécifique.

Explication

La matière se définit par la possession d’une masse et d’un certain volume. La visibilité, la production de chaleur ou la présence de cellules ne sont pas des critères requis pour définir la matière.

Explication

Une molécule est formée d’atomes qui sont liés entre eux. Une particule nucléaire ou un ensemble d’électrons ne constitue pas, par définition, une molécule.

Explication

Les électrons périphériques participent aux niveaux d’énergie concernés par la structure des molécules et les réactions chimiques. Les particules du noyau expliquent surtout certaines propriétés physiques et ne sont pas les principaux acteurs des liaisons chimiques.

Explication

Un corps pur contient une seule nature de molécules ou d’atomes, alors qu’un mélange réunit plusieurs corps purs dans un même milieu. Le nombre de phases ou la présence de liaisons chimiques ne suffit pas à définir cette distinction.

Explication

Des atomes de natures différentes liés dans une même substance forment un corps composé. Un corps simple est constitué d’atomes ou d’éléments d’une même nature, tandis qu’un mélange associe plusieurs corps purs.

Explication

Un mélange homogène présente une seule phase observable, comme l’eau salée, tandis qu’un mélange hétérogène en présente plusieurs, comme l’eau et l’huile. La nature des atomes ou le mode de séparation ne constitue pas le critère principal de cette distinction.

Explication

Les 118 atomes connus sont organisés selon la périodicité de leurs propriétés et leur configuration électronique. L’état physique, la couleur ou l’abondance naturelle ne sont pas les principes de classement indiqués ici.

Explication

Les éléments d’une même colonne partagent une configuration électronique externe comparable, ce qui explique leurs propriétés chimiques proches ou communes. Une masse atomique identique, un état physique commun ou une découverte simultanée ne justifie pas cette organisation.

Explication

Les métaux se trouvent principalement à gauche du tableau périodique et perdent fréquemment des électrons pour former des cations. Les non-métaux, davantage situés à droite, forment plus souvent des anions ou des molécules.

Explication

Les métaux alcalins possèdent une tendance à former des cations monovalents, comme $\mathrm{K^+}$, et réagissent facilement avec l’eau. La charge $-1$ caractérise plutôt les anions formés par les halogènes.

Explication

Les halogènes gagnent généralement un électron et forment des anions monovalents de charge $-1$. Les chalcogènes, en revanche, forment généralement des anions divalents de charge $-2$.

Explication

Le modèle de Rutherford situe la masse et la charge positive dans une région centrale et conclut que l’atome est principalement vide. Le modèle de la sphère pleine correspond plutôt au modèle « Plum-Pudding ».

Explication

Le passage sans déviation de la majorité des particules alpha montre qu’elles rencontrent peu de matière : l’atome est donc surtout vide. Les rares déviations indiquent cependant l’existence d’une région centrale concentrée et chargée.

Explication

Le noyau est la région centrale positive de l’atome, constituée de protons et de neutrons, et il concentre l’essentiel de sa masse. Les électrons appartiennent au nuage périphérique négatif.

Explication

Pour un atome, le nombre de neutrons se calcule avec $N=A-Z$, donc $N=23-11=12$. Le nombre $Z$ correspond au nombre de protons et, pour un atome neutre, au nombre d’électrons.

Explication

Un nucléide est caractérisé par son nombre de protons Z et son nombre de nucléons A. Une masse, une température ou une proportion naturelle ne suffisent pas à le définir.

Explication

Les isotopes ont le même nombre de protons Z, mais des nombres de nucléons A différents, ce qui modifie leur nombre de neutrons. Ils conservent ainsi des propriétés chimiques semblables tout en pouvant présenter des propriétés physiques différentes.

Explication

L’hydrogène ¹₁H représente 99,985 % des atomes d’hydrogène, contre 0,015 % pour le deutérium et environ $1{,}10 \times 10^{-7}\ \%$ pour le tritium. Le deutérium n’est donc pas l’isotope majoritaire et le tritium est extrêmement rare.

Explication

La masse atomique relative prend en compte chaque masse isotopique ainsi que sa proportion naturelle, selon $A_r = \sum (x_i \times m_i)$. Elle ne correspond donc pas nécessairement à la masse d’un isotope particulier, même lorsque celui-ci est majoritaire.