QCM : Chimie générale et organique — 29 questions

Explication

Les atomes sont les constituants de toutes les substances et déterminent leurs propriétés physiques et chimiques. Une molécule ou un ion peut être formé d’atomes, tandis que la mole mesure une quantité de matière.

Explication

Une molécule regroupe au moins deux atomes, identiques ou différents, unis par des liaisons chimiques. Une entité chargée correspond plutôt à un ion, et la mole est une unité de quantité de matière.

Explication

Un ion est une entité chargée positivement ou négativement. Le fait de contenir plusieurs atomes définit une molécule, tandis que la mole et la masse molaire concernent la quantité de matière et la masse par quantité de matière.

Explication

La mole est l’unité de quantité de matière et contient $6{,}023 \times 10^{23}$ entités. La masse exprimée par quantité de matière correspond à la masse molaire, tandis qu’une entité chargée est un ion.

Explication

Le proton porte la charge $+e$, le neutron est sans charge et l’électron porte la charge $-e$. La confusion la plus fréquente consiste à attribuer une charge au neutron, alors qu’il est électriquement neutre.

Explication

Le noyau contient les protons et les neutrons, qui concentrent presque toute la masse de l’atome. Les électrons se trouvent dans le nuage électronique et contribuent très peu à la masse totale.

Explication

Le nombre de masse se calcule avec $A=Z+N$, donc $A=17+18=35$. La valeur $Z$ correspond au nombre de protons et $N$ au nombre de neutrons, pas à leur somme inverse.

Explication

Des isotopes possèdent le même numéro atomique $Z$, donc le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons $N$ différents. Une différence de protons correspondrait à deux éléments chimiques différents.

Explication

Le retour vers un niveau inférieur s’accompagne d’une émission de radiation. L’absorption d’énergie correspond plutôt à l’excitation de l’électron vers un niveau supérieur.

Explication

Les transitions vers $n=2$ forment la série de Balmer, observée dans le visible. La série de Lyman aboutit à $n=1$ dans l’ultraviolet, tandis que Paschen aboutit à $n=3$ dans l’infrarouge.

Explication

La relation de Planck est $E=\frac{hc}{\lambda}$, donc l’énergie est inversement proportionnelle à la longueur d’onde. Une longueur d’onde plus grande correspond ainsi à une énergie plus faible.

Explication

Le modèle quantique utilise quatre nombres quantiques : $n$ décrit la couche, $l$ la sous-couche, $m$ l’orientation et $s$ le spin. Les autres associations confondent ces rôles avec des propriétés physiques qui ne sont pas des nombres quantiques.

Explication

La configuration électronique décrit la manière dont les électrons sont répartis dans les couches et les sous-couches. La classification périodique organise les éléments selon leur numéro atomique, mais elle ne décrit pas directement cette répartition.

Explication

La règle de Klechkowski impose le remplissage des sous-couches dans l’ordre croissant de $n+l$. La règle de Hund concerne plutôt la répartition des électrons dans des orbitales de même énergie.

Explication

La règle de Hund impose de placer d’abord un électron dans chaque case quantique avant tout appariement, les électrons célibataires ayant des spins parallèles. La formation immédiate de paires contredit cette règle de répartition.

Explication

Les électrons de valence appartiennent à la couche de plus grand nombre quantique principal $n$ et participent aux liaisons chimiques. Les électrons des couches internes sont moins directement impliqués dans ces interactions.

Explication

Les éléments sont classés par numéro atomique croissant dans une classification comportant 7 périodes et 18 colonnes. Le nombre de masse peut varier entre isotopes et ne constitue donc pas le critère de classement principal.

Explication

Les métaux des colonnes 1 et 2 tendent respectivement à perdre 1 et 2 électrons. La tendance à gagner des électrons caractérise plutôt les éléments des colonnes 16 et 17.

Explication

La colonne 16 regroupe les chalcogènes et la colonne 17 les halogènes ; ces familles tendent à gagner des électrons. Les colonnes 1 et 2 regroupent plutôt des métaux qui tendent à perdre des électrons.

Explication

L’électronégativité mesure la tendance d’un atome à attirer les électrons, et l’échelle de Pauling est couramment utilisée. Elle ne décrit ni la perte de neutrons ni une modification du nombre de masse.

Explication

Une liaison covalente résulte de la mise en commun d’un doublet d’électrons entre deux atomes. L’attraction entre ions de charges opposées correspond plutôt à une interaction ionique.

Explication

Dans une liaison entre atomes différents, le doublet partagé peut être davantage attiré par l’atome le plus électronégatif, ce qui polarise la liaison. Entre deux atomes identiques, la liaison est non polarisée car l’attraction exercée est équivalente.

Explication

La formation de quatre orbitales hybrides équivalentes permet au carbone d’établir les quatre liaisons de $\mathrm{CH_4}$. L’idée de conserver une orbitale atomique non hybridée ne rend pas compte de l’équivalence des quatre liaisons.

Explication

L’hybridation combine des orbitales atomiques afin de produire des orbitales hybrides équivalentes qui participent aux liaisons. La configuration électronique décrit plutôt l’état orbitalaire avant cette combinaison.

Explication

Dans $\mathrm{CH_4}$, une orbitale s et trois orbitales p s’hybrident pour donner quatre orbitales $\mathrm{sp^3}$ identiques. Une hybridation $\mathrm{sp^2}$ ne correspond pas au nombre d’orbitales formées dans ce cas.

Explication

Le modèle VSEPR détermine la disposition spatiale en répartissant les doublets autour de l’atome central de façon à minimiser leurs répulsions. Le nombre d’électrons célibataires ne constitue pas le principe géométrique de ce modèle.

Explication

Une orbitale atomique représente une région spatiale dans laquelle la probabilité de présence d’un électron est élevée. Elle ne décrit pas une trajectoire déterminée ni une région limitée à l’espace internucléaire.

Explication

La combinaison linéaire de $n$ orbitales atomiques donne $n$ orbitales moléculaires. Le résultat ne se réduit donc pas à une seule orbitale et ne dépend pas d’un nombre fixe égal à deux.

Explication

La liaison liante $\sigma$ résulte d’un recouvrement axial, c’est-à-dire orienté selon l’axe qui relie les noyaux. Le recouvrement latéral produit plutôt une orbitale moléculaire liante $\pi$.