QCM : Atomistique et structure électronique — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Concernant la constitution et l’identification des atomes :

Le numéro atomique ZZ correspond au nombre de protons du noyau.
Le nombre de masse AA correspond au nombre total de nucléons.
Le nombre de neutrons NN est égal au numéro atomique ZZ dans tout atome.
Le nombre de masse AA compte uniquement les protons du noyau.
Dans un atome neutre, le nombre d’électrons diffère du numéro atomique ZZ.

Le numéro atomique $$Z$$ correspond au nombre de protons du noyau. · Le nombre de masse $$A$$ correspond au nombre total de nucléons.

Explication

Le numéro atomique ZZ correspond au nombre de protons et aussi au nombre d’électrons dans un atome neutre. Le nombre de masse AA additionne les protons et les neutrons, tandis que NN désigne seulement les neutrons.

2. Pour un atome défini par son nombre de masse et son numéro atomique, quelles propositions sont exactes ?

Le numéro atomique additionne le nombre de protons et de neutrons.
Le nombre de neutrons se déduit par la relation N=A−ZN = A-Z.
Le nombre de masse vérifie la relation A=Z−NA = Z-N.
Le nombre de neutrons se calcule par la relation N=A+ZN = A+Z.
Le nombre de masse vérifie la relation A=Z+NA = Z + N.

Le nombre de neutrons se déduit par la relation $$N = A-Z$$. · Le nombre de masse vérifie la relation $$A = Z + N$$.

Explication

La relation fondamentale est A=Z+NA = Z + N, car le nombre de masse additionne protons et neutrons. Ainsi, NN se calcule par A−ZA-Z.

3. Un étudiant compare deux noyaux caractérisés par leurs nombres ZZ et AA. Quelles propositions sont exactes ?

Deux isotopes possèdent des nombres de masse identiques et des numéros atomiques différents.
Deux isobares possèdent le même nombre de masse et des numéros atomiques différents.
Deux isotopes possèdent le même numéro atomique et des nombres de masse différents.
Deux noyaux de même numéro atomique appartiennent nécessairement à des éléments différents.
Deux isobares possèdent le même numéro atomique et des nombres de masse différents.

Deux isobares possèdent le même nombre de masse et des numéros atomiques différents. · Deux isotopes possèdent le même numéro atomique et des nombres de masse différents.

Explication

Les isotopes possèdent le même ZZ mais des valeurs différentes de AA, tandis que les isobares partagent le même AA avec des ZZ différents. Ces critères permettent de distinguer les deux notions.

4. À propos de la constante d’Avogadro, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Une mole contient environ 6,0221×10246{,}0221 \times 10^{24} entités.
La constante d’Avogadro vaut 6,0221×10226{,}0221 \times 10^{22} entités par mole.
La constante d’Avogadro s’exprime en entités par mole.
La constante d’Avogadro vaut 6,0221×10236{,}0221 \times 10^{23} entités par mole.
Une mole contient environ 6,0221×10236{,}0221 \times 10^{23} entités.

La constante d’Avogadro s’exprime en entités par mole. · La constante d’Avogadro vaut $$6{,}0221 \times 10^{23}$$ entités par mole. · Une mole contient environ $$6{,}0221 \times 10^{23}$$ entités.

Explication

La constante d’Avogadro vaut 6,0221×10236{,}0221 \times 10^{23} entités par mole. Elle exprime le nombre d’entités contenues dans une mole.

5. Concernant les rayons cathodiques, quelles sont les propositions exactes ?

Les rayons cathodiques ne subissent aucune déviation dans un champ électrique.
La déviation vers le pôle négatif indique que leurs particules sont chargées négativement.
La déviation vers le pôle positif indique que leurs particules sont chargées négativement.
Les rayons cathodiques sont constitués de particules chargées positivement.
Les rayons cathodiques sont déviés vers le pôle positif d’un champ électrique.

La déviation vers le pôle positif indique que leurs particules sont chargées négativement. · Les rayons cathodiques sont déviés vers le pôle positif d’un champ électrique.

Explication

Les rayons cathodiques sont déviés vers le pôle positif, ce qui révèle une charge négative. Cette observation les distingue de rayonnements constitués de particules positives.

6. Quelles valeurs caractérisent la charge et la masse de l’électron ?

La masse de l’électron vaut 9,108×10−31 kg9{,}108 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}.
La charge de l’électron vaut +1,602×10−19 C+1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}.
La charge de l’électron vaut −1,602×10−16 C-1{,}602 \times 10^{-16}\ \mathrm{C}.
La masse de l’électron vaut 9,108×10−28 kg9{,}108 \times 10^{-28}\ \mathrm{kg}.
La charge de l’électron vaut −1,602×10−19 C-1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}.

La masse de l’électron vaut $$9{,}108 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}$$. · La charge de l’électron vaut $$-1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}$$.

Explication

L’électron porte une charge de −1,602×10−19 C-1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C} et possède une masse de 9,108×10−31 kg9{,}108 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}. Les signes et les puissances de dix font partie des valeurs caractéristiques demandées.

7. L’expérience de Rutherford met en évidence les comportements suivants des particules alpha :

La quasi-totalité des particules alpha traverse la feuille d’or sans déviation.
Une partie des particules alpha est déviée lors de la traversée.
La quasi-totalité des particules alpha est absorbée par la feuille d’or.
Une très faible quantité de particules alpha est repoussée.
Toutes les particules alpha traversent la feuille en suivant une trajectoire déviée.

La quasi-totalité des particules alpha traverse la feuille d’or sans déviation. · Une partie des particules alpha est déviée lors de la traversée. · Une très faible quantité de particules alpha est repoussée.

Explication

Dans l’expérience de Rutherford, la quasi-totalité des particules alpha traverse la feuille sans déviation. Une partie est déviée et une très faible quantité est repoussée, ce qui décrit la distribution observée.

8. À propos des nucléons constituant le noyau atomique, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Un nucléon est nécessairement un électron situé autour du noyau.
Le neutron est une particule électriquement neutre.
Le proton est une particule chargée positivement.
Un nucléon peut être un proton ou un neutron.
Le neutron porte une charge électrique positive.

Le neutron est une particule électriquement neutre. · Le proton est une particule chargée positivement. · Un nucléon peut être un proton ou un neutron.

Explication

Un nucléon est une particule du noyau, soit un proton, soit un neutron. Le proton est chargé positivement alors que le neutron est électriquement neutre.

9. Concernant la relation de Planck, quelles propositions sont exactes ?

La relation de Planck s’écrit ΔE=hcλ\Delta E = \frac{hc}{\lambda}.
L’écart énergétique vérifie ΔE=∣Ef−Ei∣\Delta E = |E_f-E_i|.
La relation de Planck s’écrit ΔE=hν\Delta E = h\nu.
L’écart énergétique vérifie ΔE=hν\Delta E = \frac{h}{\nu}.
L’écart énergétique vérifie ΔE=hλc\Delta E = \frac{h\lambda}{c}.

La relation de Planck s’écrit $$\Delta E = \frac{hc}{\lambda}$$. · L’écart énergétique vérifie $$\Delta E = |E_f-E_i|$$. · La relation de Planck s’écrit $$\Delta E = h\nu$$.

Explication

La relation de Planck relie l’écart énergétique, la fréquence et la longueur d’onde : ΔE=∣Ef−Ei∣=hν=hcλ\Delta E = |E_f-E_i| = h\nu = \frac{hc}{\lambda}. Elle utilise donc la fréquence ν\nu ou la longueur d’onde λ\lambda.

10. Un électron passe entre deux niveaux d’énergie notés nn et pp, avec nn inférieur à pp. Quelles propositions sont exactes ?

Le passage entre ces niveaux ne met en jeu aucune radiation.
Le passage de pp vers nn s’accompagne d’une émission de radiation.
Le passage de pp vers nn s’accompagne d’une absorption de radiation.
Le passage de nn vers pp s’accompagne d’une émission de radiation.
Le passage de nn vers pp s’accompagne d’une absorption de radiation.

Le passage de $$p$$ vers $$n$$ s’accompagne d’une émission de radiation. · Le passage de $$n$$ vers $$p$$ s’accompagne d’une absorption de radiation.

Explication

Lors du passage d’un niveau inférieur nn vers un niveau supérieur pp, l’électron absorbe une radiation. Le passage inverse, de pp vers nn, s’accompagne d’une émission.

11. Quelles sont les règles de validité des nombres quantiques électroniques ?

Le nombre magnétique vérifie −l≤m≤l-l\leq m\leq l.
Le nombre quantique orbital peut prendre toute valeur supérieure à nn.
Le nombre quantique principal vérifie n=1,2,3,…n=1,2,3,\ldots.
Le nombre quantique orbital vérifie 0≤l≤n−10\leq l\leq n-1.
Le spin électronique prend les valeurs +12+\frac12 ou −12-\frac12.

Le nombre magnétique vérifie $$-l\leq m\leq l$$. · Le nombre quantique principal vérifie $$n=1,2,3,\ldots$$. · Le nombre quantique orbital vérifie $$0\leq l\leq n-1$$. · Le spin électronique prend les valeurs $$+\frac12$$ ou $$-\frac12$$.

Explication

Les nombres quantiques satisfont n=1,2,3,…n=1,2,3,\ldots, 0≤l≤n−10\leq l\leq n-1 et −l≤m≤l-l\leq m\leq l. Le spin électronique prend les valeurs +12+\frac12 et −12-\frac12.

12. Concernant la configuration électronique, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Elle correspond à l’état fondamental de l’atome considéré.
Elle se distingue d’une configuration électronique excitée.
Elle caractérise une répartition électronique stable de référence.
Elle décrit la répartition des électrons dans les orbitales atomiques.
Elle décrit principalement la répartition des neutrons dans le noyau.

Elle correspond à l’état fondamental de l’atome considéré. · Elle se distingue d’une configuration électronique excitée. · Elle caractérise une répartition électronique stable de référence. · Elle décrit la répartition des électrons dans les orbitales atomiques.

Explication

La configuration électronique décrit la répartition des électrons dans les orbitales à l’état fondamental. Elle ne décrit donc pas une configuration excitée, même si celle-ci correspond à un autre état électronique du même atome.

13. Parmi les propositions suivantes concernant le principe d’exclusion de Pauli, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Il impose que deux électrons d’une même orbitale possèdent des spins parallèles.
Il interdit l’identification complète de deux électrons par quatre nombres quantiques identiques.
Il s’applique aux quatre nombres quantiques décrivant un électron.
Il concerne les électrons appartenant à un même atome.
Il autorise deux électrons d’atomes différents à posséder les mêmes quatre nombres quantiques.

Il interdit l’identification complète de deux électrons par quatre nombres quantiques identiques. · Il s’applique aux quatre nombres quantiques décrivant un électron. · Il concerne les électrons appartenant à un même atome. · Il autorise deux électrons d’atomes différents à posséder les mêmes quatre nombres quantiques.

Explication

Le principe de Pauli interdit à deux électrons d’un même atome d’avoir les quatre mêmes nombres quantiques. Il s’applique aux électrons d’un même atome et non à ceux de deux atomes différents.

14. Concernant la structure du tableau périodique, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les blocs du tableau sont nommés s, p, d et f.
Le tableau périodique comporte huit périodes.
Le tableau périodique comporte vingt colonnes.
Le tableau périodique comporte sept périodes.
Le tableau périodique comporte dix-huit colonnes.

Les blocs du tableau sont nommés s, p, d et f. · Le tableau périodique comporte sept périodes. · Le tableau périodique comporte dix-huit colonnes.

Explication

Le tableau périodique comporte sept périodes, dix-huit colonnes et quatre blocs nommés s, p, d et f. Ces nombres décrivent sa structure générale, tandis que les blocs ne sont pas des périodes supplémentaires.

15. Un étudiant compare deux éléments placés dans le tableau périodique ; quelles propositions sont exactes ?

Des éléments d’une même période appartiennent nécessairement au même groupe.
Des éléments d’une même période occupent une ligne horizontale.
Des éléments d’un même groupe occupent une colonne.
Les éléments d’un même groupe possèdent des propriétés chimiques analogues.
Les éléments d’un même groupe sont disposés sur une ligne horizontale.

Des éléments d’une même période occupent une ligne horizontale. · Des éléments d’un même groupe occupent une colonne. · Les éléments d’un même groupe possèdent des propriétés chimiques analogues.

Explication

Les éléments d’une même période sont disposés sur une ligne horizontale. Les éléments d’un même groupe occupent une colonne et présentent des propriétés chimiques analogues.

16. Concernant les configurations périphériques des grandes familles, quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?

Les halogènes présentent une configuration périphérique ns2np5ns^2np^5.
Les halogènes présentent une couche périphérique saturée de type ns2np6ns^2np^6.
Les alcalins présentent une configuration périphérique ns1ns^1.
Les alcalino-terreux présentent une configuration périphérique ns2ns^2.
Les gaz nobles présentent une configuration périphérique ns2np6ns^2np^6.

Les halogènes présentent une configuration périphérique $$ns^2np^5$$. · Les alcalins présentent une configuration périphérique $$ns^1$$. · Les alcalino-terreux présentent une configuration périphérique $$ns^2$$. · Les gaz nobles présentent une configuration périphérique $$ns^2np^6$$.

Explication

Les alcalins ont une configuration périphérique ns1ns^1, les alcalino-terreux ns2ns^2, les halogènes ns2np5ns^2np^5 et les gaz nobles ns2np6ns^2np^6. Les halogènes ne sont donc pas saturés, contrairement aux gaz nobles.

17. Concernant l’évolution du rayon atomique dans le tableau périodique, les propositions exactes sont :

L’évolution du rayon dépend de la direction considérée dans le tableau.
Dans un groupe, le rayon atomique augmente lorsque ZZ augmente.
Dans une période, le rayon atomique diminue lorsque ZZ augmente.
Dans un groupe, le rayon atomique diminue lorsque ZZ augmente.
Dans une période, le rayon atomique augmente lorsque ZZ augmente.

L’évolution du rayon dépend de la direction considérée dans le tableau. · Dans un groupe, le rayon atomique augmente lorsque $$Z$$ augmente. · Dans une période, le rayon atomique diminue lorsque $$Z$$ augmente.

Explication

Dans une période, le rayon atomique diminue lorsque ZZ augmente, tandis que dans un groupe il augmente lorsque ZZ augmente. L’évolution n’est donc pas identique dans les deux directions du tableau.

18. Concernant la radioactivité naturelle et sa découverte :

Henri Becquerel a découvert la radioactivité en 1896.
La radioactivité naturelle implique des noyaux instables présents dans la nature.
La radioactivité naturelle s’accompagne de l’émission d’un rayonnement.
La radioactivité artificielle correspond à un bombardement de noyaux instables naturels.
La radioactivité naturelle résulte d’une désintégration spontanée.

Henri Becquerel a découvert la radioactivité en 1896. · La radioactivité naturelle implique des noyaux instables présents dans la nature. · La radioactivité naturelle s’accompagne de l’émission d’un rayonnement. · La radioactivité naturelle résulte d’une désintégration spontanée.

Explication

La radioactivité naturelle correspond à une désintégration spontanée de noyaux instables présents dans la nature, avec émission d’un rayonnement. Elle se distingue de la radioactivité artificielle, provoquée par un bombardement, et Becquerel l’a découverte en 1896.

19. Quelle attribution historique concernant la radioactivité est exacte ?

Henri Becquerel a découvert la radioactivité en 1906.
Marie Curie a découvert la radioactivité en 1896.
Ernest Rutherford a découvert la radioactivité en 1896.
Henri Becquerel a découvert la radioactivité en 1886.
Henri Becquerel a découvert la radioactivité en 1896.

Henri Becquerel a découvert la radioactivité en 1896.

Explication

Henri Becquerel est l’auteur de la découverte de la radioactivité, datée de 1896. Les autres dates proposées ne correspondent pas à cette découverte.

20. Dans les réactions nucléaires, quelles grandeurs sont conservées ?

Le nombre de protons est conservé dans les réactions nucléaires.
Le nombre de nucléons est conservé dans les réactions nucléaires.
La somme énergie-masse est conservée dans les réactions nucléaires.
La charge électrique est conservée dans les réactions nucléaires.
La masse totale seule est conservée dans les réactions nucléaires.

Le nombre de nucléons est conservé dans les réactions nucléaires. · La somme énergie-masse est conservée dans les réactions nucléaires. · La charge électrique est conservée dans les réactions nucléaires.

Explication

Dans une réaction nucléaire, la somme énergie-masse, le nombre de nucléons et la charge électrique sont conservés. La quantité de matière, la masse seule ou le nombre de protons ne constituent pas les trois grandeurs conservées énoncées.

21. À propos du défaut de masse et de l’énergie de stabilisation nucléaire :

La relation d’Einstein s’écrit ΔE=Δmc\Delta E = \Delta m c.
Le défaut de masse est converti en énergie lors de la stabilisation nucléaire.
La relation d’Einstein s’écrit ΔE=Δmc2\Delta E = \Delta m c^2.
Le défaut de masse est relié à l’énergie de stabilisation du noyau.
Le défaut de masse reste conservé sous forme de masse seule dans le noyau.

Le défaut de masse est converti en énergie lors de la stabilisation nucléaire. · La relation d’Einstein s’écrit $$\Delta E = \Delta m c^2$$. · Le défaut de masse est relié à l’énergie de stabilisation du noyau.

Explication

Le défaut de masse est relié à l’énergie de stabilisation du noyau par la relation d’Einstein ΔE=Δmc2\Delta E = \Delta m c^2. Il correspond donc à une conversion en énergie, et non à une conservation sous forme de masse seule.

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Mémorisez les réponses avec 67 flashcards sur Atomistique et structure électronique.

Qu'est-ce que le numéro atomique Z ?

Le nombre de protons du noyau.

Pour un atome neutre, que représente le numéro atomique Z ?

Le nombre d’électrons.

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

A=Z+NA = Z + N

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