QCM : Classification et liaisons chimiques — 58 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description caractérise correctement la structure globale d’un atome ?

Un ensemble d’électrons positifs autour d’un noyau négatif
Un noyau neutre constitué uniquement d’électrons
Un noyau positif de nucléons entouré d’électrons négatifs
Un noyau négatif entouré de protons positifs

Un noyau positif de nucléons entouré d’électrons négatifs

Explication

Un atome possède un noyau positif formé de protons et de neutrons, autour duquel se trouvent des électrons négatifs. L’ensemble est globalement neutre.

2. Pour l’espèce atomique \(^{23}_{11}\mathrm{Na}\), combien de neutrons le noyau contient-il ?

34
23
11
12

12

Explication

Le nombre de neutrons est donné par \(N=A-Z\). Ici, \(N=23-11=12\).

3. Quelle approximation permet d’estimer la masse d’un atome dont le nombre de nucléons est \(A\) ?

\(m\approx N\times 1,602\times10^{-19}\,\mathrm{kg}\)
\(m\approx A\times 6,022\times10^{23}\,\mathrm{kg}\)
\(m\approx A\times 1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}\)
\(m\approx Z\times 9,109\times10^{-31}\,\mathrm{kg}\)

\(m\approx A\times 1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}\)

Explication

La masse de l’atome est approximativement celle de son noyau, chaque nucléon ayant une masse proche de \(1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}\).

4. Que représente une mole ?

La quantité de matière contenant autant d’entités que d’atomes dans 12 g de carbone 12
La masse d’un seul atome de carbone 12
La charge portée par un proton
Le nombre de nucléons présents dans un gramme quelconque

La quantité de matière contenant autant d’entités que d’atomes dans 12 g de carbone 12

Explication

Une mole est une quantité de matière contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 12 g de carbone 12.

5. Que devient un atome qui perd un ou plusieurs électrons ?

Un isotope neutre
Un neutron chargé positivement
Un cation chargé positivement
Un anion chargé négativement

Un cation chargé positivement

Explication

La perte d’électrons laisse un excès de charge positive : l’atome devient un cation. Le gain d’électrons formerait un anion.

6. Quelle observation expérimentale contredit le modèle planétaire de Rutherford ?

Le noyau atomique est globalement négatif
L’hydrogène ne contient aucun électron
Les électrons ont tous la même masse que les nucléons
L’hydrogène possède un spectre constitué de raies discontinues

L’hydrogène possède un spectre constitué de raies discontinues

Explication

Le modèle de Rutherford, avec des orbites de rayon quelconque, ne rend pas compte du spectre discontinu de l’hydrogène.

7. Que signifie la quantification de l’énergie électronique dans le modèle de Bohr ?

L’électron reste nécessairement immobile autour du noyau
L’électron peut occuper toute orbite de rayon quelconque
L’électron ne peut occuper que certains niveaux privilégiés sans rayonner d’énergie
L’électron émet de l’énergie sur toutes les orbites stationnaires

L’électron ne peut occuper que certains niveaux privilégiés sans rayonner d’énergie

Explication

L’énergie de l’électron ne peut prendre que certaines valeurs : les niveaux ou couches stationnaires, sur lesquels l’électron ne rayonne pas.

8. Quel est le rayon de l’orbite de Bohr correspondant au niveau \(n=2\) ?

2,12 Å
0,53 Å
1,06 Å
0,265 Å

2,12 Å

Explication

La relation est \(r=n^2\times0,53\,\text{Å}\). Pour \(n=2\), \(r=4\times0,53=2,12\,\text{Å}\).

9. Quel ensemble de nombres quantiques définit l’état quantique d’un électron ?

\(n\), \(l\), \(m\) et \(s\)
\(n\), \(Z\), \(A\) et \(s\)
\(l\), \(m\), \(c\) et \(h\)
\(A\), \(Z\), \(N\) et \(m\)

\(n\), \(l\), \(m\) et \(s\)

Explication

L’état quantique d’un électron est défini par les quatre nombres quantiques principal \(n\), secondaire \(l\), magnétique \(m\) et de spin \(s\).

10. Quelle couche électronique correspond à \(n=3\) ?

La couche K
La couche M
La couche N
La couche L

La couche M

Explication

Les valeurs \(n=1,2,3,4\) correspondent respectivement aux couches K, L, M et N. Ainsi, \(n=3\) désigne la couche M.

11. Quelles valeurs sont possibles pour le nombre quantique secondaire d’un électron appartenant à la couche \(n=3\) ?

\(l=0,1,2,3\)
\(l=3\) uniquement
\(l=1\) uniquement
\(l=0,1,2\)

\(l=0,1,2\)

Explication

Le nombre quantique secondaire vérifie \(0\le l\le n-1\). Pour \(n=3\), les valeurs possibles sont donc 0, 1 et 2.

12. Combien d’électrons une sous-couche \(d\) peut-elle contenir au maximum ?

10
6
14
2

10

Explication

Une sous-couche \(d\) contient cinq orbitales, et chaque orbitale peut accueillir au maximum deux électrons. Sa capacité maximale est donc de 10 électrons.

13. Quelle propriété énergétique caractérise les sous-couches s, p, d et f d’une même couche dans un atome hydrogénoïde ?

Seules les sous-couches s et p ont la même énergie
Elles ont toujours des énergies différentes
Elles possèdent la même énergie
Leur énergie dépend uniquement du nombre d’électrons

Elles possèdent la même énergie

Explication

Dans l’hydrogène et les hydrogénoïdes, les sous-couches d’une même couche sont dégénérées : elles possèdent donc la même énergie. Cette propriété ne s’applique pas de la même manière aux atomes polyélectroniques.

14. Que représente la limite n = ∞ pour un électron atomique ?

La saturation de la couche externe
Le seuil d’ionisation
Le niveau fondamental de l’atome
La première couche électronique

Le seuil d’ionisation

Explication

Le niveau n = ∞ correspond au seuil d’ionisation. Une énergie suffisante permet alors d’arracher l’électron à l’atome et de former un ion.

15. Pourquoi les sous-couches d’une même couche ne sont-elles généralement pas dégénérées dans les atomes polyélectroniques ?

Parce que leur énergie dépend de n et de l
Parce que les électrons occupent nécessairement des couches différentes
Parce que leur énergie dépend uniquement du spin
Parce que toutes les sous-couches ont le même nombre d’électrons

Parce que leur énergie dépend de n et de l

Explication

Dans les atomes polyélectroniques, l’énergie dépend du nombre quantique principal n et du nombre quantique azimutal l. Cette dépendance lève la dégénérescence des sous-couches d’une même couche, notamment selon la valeur de n + l.

16. Quelle affirmation traduit correctement le principe d’exclusion de Pauli pour deux électrons d’une même orbitale ?

Ils ont des spins opposés
Ils appartiennent nécessairement à deux couches différentes
Ils possèdent des nombres quantiques identiques
Ils ont des spins parallèles

Ils ont des spins opposés

Explication

Deux électrons d’une même orbitale ont les mêmes nombres quantiques spatiaux, mais leurs spins sont opposés afin de ne pas avoir les quatre nombres quantiques identiques.

17. Selon la règle de Klechkowski, entre deux sous-couches ayant la même valeur de n + l, laquelle se remplit en premier ?

Celle dont n est le plus élevé
Celle dont n est le plus faible
Celle qui possède le plus grand nombre d’orbitales
Celle qui appartient à la couche la plus externe

Celle dont n est le plus faible

Explication

À égalité de n + l, la sous-couche ayant le plus petit nombre quantique principal n se remplit en premier. Le classement ne repose donc pas uniquement sur n.

18. Quel est l’ordre correct des premières sous-couches selon le remplissage électronique à l’état fondamental ?

1s, 2s, 3s, 2p, 3p, 4s, 4p, 3d, 5s
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s
1s, 2s, 2p, 3s, 4s, 3p, 3d, 4p, 5s
1s, 2p, 2s, 3p, 3s, 3d, 4s, 4p, 5s

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s

Explication

L’ordre indiqué par la règle de remplissage est 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, puis 5s.

19. Comment les électrons se répartissent-ils d’abord dans des orbitales de même énergie selon la règle de Hund ?

Dans les orbitales correspondant aux plus grands nombres quantiques
Par paires dans une seule orbitale
Avec un nombre maximal de spins parallèles
Avec des spins tous opposés

Avec un nombre maximal de spins parallèles

Explication

La règle de Hund stipule que les électrons occupent d’abord les orbitales dégénérées séparément, avec un nombre maximal de spins parallèles, avant de s’apparier.

20. Entre les sous-couches 4s et 3d, laquelle se remplit en premier selon la règle de Klechkowski ?

3d, car elle contient davantage d’orbitales
4s, car 4 + 0 est inférieur à 3 + 2
4s, car son nombre quantique principal est plus élevé
3d, car son nombre quantique principal est plus faible

4s, car 4 + 0 est inférieur à 3 + 2

Explication

Pour 4s, n + l = 4 + 0 = 4, tandis que pour 3d, n + l = 3 + 2 = 5. La sous-couche 4s se remplit donc avant 3d.

21. Deux sous-couches ont la même valeur de n + l. Quel critère permet de déterminer celle qui se remplit en premier ?

Le plus grand nombre d’électrons possible
Le plus grand nombre quantique principal n
Le plus petit nombre quantique principal n
Le plus grand nombre d’orbitales

Le plus petit nombre quantique principal n

Explication

Lorsque deux sous-couches ont la même valeur de n + l, celle qui possède le plus petit nombre quantique principal n est remplie en premier.

22. Quel ordre de remplissage correspond à la succession correcte des sous-couches jusqu’à 4p ?

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p
1s, 2s, 3s, 2p, 3p, 4s, 3d, 4p
1s, 2s, 2p, 3s, 4s, 3p, 4p, 3d
1s, 2p, 2s, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p

Explication

L’ordre de remplissage électronique jusqu’à 4p est 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, puis 4p.

23. Quelle situation applique correctement la règle de Hund à des orbitales dégénérées ?

Les électrons remplissent d’abord l’orbitale de plus grand n
Les électrons occupent séparément les orbitales avec des spins parallèles avant de s’apparier
Les électrons s’apparient immédiatement dans la première orbitale disponible
Les électrons choisissent les orbitales selon la plus faible valeur de n + l

Les électrons occupent séparément les orbitales avec des spins parallèles avant de s’apparier

Explication

La règle de Hund concerne des orbitales de même énergie : les électrons s’y répartissent d’abord avec un nombre maximal de spins parallèles. La valeur de n + l relève plutôt de la règle de Klechkowski.

24. Combien d’électrons la couche K, correspondant à n = 1, peut-elle contenir au maximum ?

2 électrons dans la sous-couche s
32 électrons répartis entre s, p, d et f
8 électrons répartis entre s et p
18 électrons répartis entre s, p et d

2 électrons dans la sous-couche s

Explication

La couche K correspond à n = 1 et ne contient que la sous-couche s, limitée à 2 électrons. La couche L, en revanche, peut atteindre 8 électrons.

25. Quelle répartition explique la capacité maximale de 8 électrons de la couche L ?

p² et d⁶
s² et p⁶
s⁶ et p²
s² uniquement

s² et p⁶

Explication

La couche L correspond à n = 2 et comprend les sous-couches 2s et 2p, pouvant contenir respectivement 2 et 6 électrons, soit 8 au total.

26. Quelle écriture illustre une configuration électronique avec gaz rare ?

K² L⁸ M¹
[Ne] 3s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
3s¹ 2p⁶ 2s² 1s²

[Ne] 3s¹

Explication

La notation avec gaz rare remplace les sous-couches internes par le symbole du gaz rare correspondant entre crochets. Ainsi, [Ne] 3s¹ abrège la configuration complète du sodium.

27. Quelle distinction décrit correctement les électrons de cœur et les électrons de valence ?

Les électrons de cœur sont externes, tandis que les électrons de valence sont internes et ne réagissent pas
Les deux catégories occupent la même couche, mais seules les premières déterminent la masse atomique
Les électrons de cœur sont internes, tandis que les électrons de valence sont externes et participent à la réactivité
Les électrons de valence sont toujours plus proches du noyau que les électrons de cœur

Les électrons de cœur sont internes, tandis que les électrons de valence sont externes et participent à la réactivité

Explication

Les électrons de cœur sont les plus proches du noyau. Les électrons de valence occupent généralement la couche externe et interviennent dans la réactivité chimique.

28. Lors de la formation d’un cation, quels électrons faut-il retirer en premier ?

Les électrons appartenant à la couche la plus proche du noyau
Les électrons de la couche ayant le plus grand nombre quantique principal n
Les électrons de la couche ayant le plus petit nombre quantique principal n
Les électrons de la sous-couche d avant ceux de la sous-couche s

Les électrons de la couche ayant le plus grand nombre quantique principal n

Explication

La formation d’un cation s’effectue en retirant d’abord les électrons les plus externes, c’est-à-dire ceux de la couche caractérisée par le plus grand nombre quantique principal n.

29. Quels éléments font partie des exceptions connues à la règle de Klechkowski ?

Le fer, le cobalt, le nickel et le zinc
Le sodium, le magnésium, l’aluminium et le silicium
Le chrome, le molybdène, le cuivre et l’argent
Le calcium, le scandium, le titane et le vanadium

Le chrome, le molybdène, le cuivre et l’argent

Explication

Les exceptions indiquées sont le chrome 24Cr, le molybdène 42Mo, le cuivre 29Cu et l’argent 47Ag.

30. Quelle est la configuration électronique correcte du chrome 24Cr ?

[Ar] 3d³, 4s³
[Ar] 3d⁶, 4s⁰
[Ar] 3d⁴, 4s²
[Ar] 3d⁵, 4s¹

[Ar] 3d⁵, 4s¹

Explication

Le chrome adopte [Ar] 3d⁵, 4s¹ plutôt que la configuration attendue [Ar] 3d⁴, 4s². Cette organisation correspond à une sous-couche d à moitié remplie.

31. Pourquoi la configuration [Ar] 3d¹⁰, 4s¹ est-elle adoptée par le cuivre 29Cu ?

Parce que le cuivre ne possède aucun électron de valence
Parce qu’une sous-couche d complètement remplie est stabilisée
Parce que la sous-couche s peut contenir dix électrons
Parce qu’une sous-couche d vide est toujours plus stable

Parce qu’une sous-couche d complètement remplie est stabilisée

Explication

Le cuivre adopte [Ar] 3d¹⁰, 4s¹ au lieu de [Ar] 3d⁹, 4s². Une sous-couche d complètement remplie, d¹⁰, constitue un système stabilisé selon la règle de Hund.

32. Selon quel critère les éléments chimiques sont-ils classés dans le tableau périodique ?

Selon un numéro atomique Z croissant
Selon un rayon atomique croissant
Selon une masse atomique croissante
Selon un nombre de couches croissant

Selon un numéro atomique Z croissant

Explication

Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant. Le classement ne suit pas la masse atomique croissante.

33. Combien de lignes et de colonnes comporte la classification périodique ?

6 lignes et 18 colonnes
7 lignes et Groupes
7 lignes et 18 colonnes
18 lignes et 7 colonnes

7 lignes et 18 colonnes

Explication

La classification périodique comprend 7 lignes, appelées périodes, et 18 colonnes, appelées familles.

34. Que regroupent les éléments appartenant à une même période ?

Des éléments ayant le même nombre de couches électroniques
Des éléments ayant la même masse atomique
Des éléments ayant le même nombre d’électrons de valence
Des éléments ayant le même nombre de protons

Des éléments ayant le même nombre de couches électroniques

Explication

Une période est une ligne qui regroupe des éléments possédant le même nombre de couches électroniques.

35. Pour déterminer le numéro de période d’un élément, quelle valeur faut-il relever dans sa configuration électronique ?

Le nombre total d’électrons
La plus grande valeur de n
La valeur moyenne de n
La plus petite valeur de n

La plus grande valeur de n

Explication

Le numéro de période correspond à la plus grande valeur du nombre quantique principal n présente dans la configuration électronique.

36. Quelle structure électronique externe caractérise généralement un gaz rare ?

ns¹
ns²np⁴
ns²np⁶
ns²np⁵

ns²np⁶

Explication

La couche externe d’un gaz rare est saturée et présente généralement la structure ns²np⁶. L’hélium constitue l’exception avec la structure 1s².

37. Quelle transformation définit l’énergie de première ionisation d’un atome ?

A(g) → A⁺(g) + e⁻
A(g) + e⁻ → A⁻(g)
A⁺(g) → A²⁺(g) + e⁻
A²⁺(g) → A⁺(g) + e⁻

A(g) → A⁺(g) + e⁻

Explication

La première ionisation arrache un électron à un atome neutre gazeux : A(g) devient A⁺(g) et libère un électron. Cette énergie est positive.

38. Lors de la deuxième ionisation d’un élément, quelle espèce perd un électron ?

Le cation A²⁺(g)
L’atome neutre A(g)
Le cation A⁺(g)
L’anion A⁻(g)

Le cation A⁺(g)

Explication

La n-ième ionisation arrache un électron à A⁽ⁿ⁻¹⁾⁺(g). Ainsi, la deuxième ionisation part de A⁺(g) et forme A²⁺(g).

39. Comment définit-on le rayon atomique ?

Comme la distance entre le noyau et l’électron périphérique
Comme la distance entre deux électrons de valence
Comme la distance entre le noyau et le premier électron occupé
Comme la distance entre deux noyaux voisins

Comme la distance entre le noyau et l’électron périphérique

Explication

Le rayon atomique est la distance entre le noyau et l’électron périphérique de la couche externe occupée. Il ne se rapporte pas aux électrons de cœur.

40. Quel est le principe général d’organisation du tableau périodique ?

18 éléments classés par numéro atomique dans 118 lignes
118 éléments classés par numéro atomique dans 7 lignes et 18 colonnes
118 éléments classés par rayon atomique dans 18 lignes et 7 colonnes
118 éléments classés par masse atomique dans 7 colonnes

118 éléments classés par numéro atomique dans 7 lignes et 18 colonnes

Explication

Le tableau périodique contient 118 éléments classés par numéro atomique Z croissant, répartis en 7 lignes et 18 colonnes.

41. Quel lien existe entre le numéro d’une période et la configuration électronique d’un élément ?

Le numéro de période correspond au nombre d’électrons de valence
Le numéro de période correspond au nombre total d’électrons
Le numéro de période correspond au nombre de sous-couches occupées
Le numéro de période correspond à la plus grande valeur de n

Le numéro de période correspond à la plus grande valeur de n

Explication

Le numéro d’une période est égal à la plus grande valeur du nombre quantique principal n dans la configuration électronique.

42. Qu’est-ce qui caractérise les éléments d’une même famille du tableau périodique ?

Ils ont la même masse atomique
Ils ont le même nombre de couches électroniques
Ils possèdent nécessairement le même nombre total d’électrons
Ils ont une structure électronique externe similaire et le même nombre d’électrons de valence

Ils ont une structure électronique externe similaire et le même nombre d’électrons de valence

Explication

Une famille correspond à une colonne et regroupe des éléments dont la structure électronique externe et le nombre d’électrons de valence sont similaires.

43. Un élément possède une configuration électronique externe ns²np³. Quel est le numéro de sa colonne ?

5
15
13
2

15

Explication

Pour une configuration nsˣnpʸ, le numéro de colonne vaut 10 + x + y. Ici, 10 + 2 + 3 = 15.

44. Quelle définition correspond à l’énergie de première ionisation d’un atome ?

L’énergie libérée lorsqu’un atome gazeux capture un électron
L’énergie minimale nécessaire pour arracher un électron à un atome isolé gazeux
L’énergie minimale nécessaire pour dissocier une molécule gazeuse
L’énergie nécessaire pour exciter un électron vers une couche supérieure

L’énergie minimale nécessaire pour arracher un électron à un atome isolé gazeux

Explication

L’énergie de première ionisation est l’énergie minimale à fournir à un atome isolé gazeux pour lui arracher un électron. Les ionisations successives nécessitent une énergie croissante.

45. En descendant dans une même colonne du tableau périodique, comment évoluent généralement le rayon atomique et l’énergie d’ionisation ?

Le rayon augmente et l’énergie d’ionisation diminue
Le rayon et l’énergie d’ionisation diminuent tous deux
Le rayon diminue et l’énergie d’ionisation augmente
Le rayon et l’énergie d’ionisation augmentent tous deux

Le rayon augmente et l’énergie d’ionisation diminue

Explication

Lorsque Z augmente dans une colonne, le nombre de couches électroniques et le rayon atomique augmentent, tandis que l’attraction nucléaire effective sur l’électron externe et l’énergie d’ionisation diminuent.

46. Dans une période, lorsqu’on se déplace vers la droite, quelle évolution décrit correctement le rayon atomique et l’énergie d’ionisation ?

Le rayon reste constant et l’énergie d’ionisation augmente
Le rayon diminue et l’énergie d’ionisation reste constante
Le rayon augmente et l’énergie d’ionisation diminue
Le rayon diminue et l’énergie d’ionisation augmente

Le rayon diminue et l’énergie d’ionisation augmente

Explication

Dans une période, le nombre de couches reste identique, mais la charge nucléaire augmente. Le rayon atomique diminue et l’énergie d’ionisation augmente.

47. Quelle affirmation caractérise correctement l’électronégativité sur l’échelle de Pauling ?

Elle mesure la capacité d’un noyau à attirer les électrons et le fluor est l’élément le plus électronégatif
Elle mesure la facilité de capture d’un électron et le césium est l’élément le plus électronégatif
Elle mesure le nombre de couches électroniques et l’oxygène est l’élément le plus électronégatif
Elle mesure l’énergie nécessaire pour arracher un électron et le lithium est l’élément le plus électronégatif

Elle mesure la capacité d’un noyau à attirer les électrons et le fluor est l’élément le plus électronégatif

Explication

L’électronégativité mesure l’aptitude du noyau à attirer les électrons. Elle augmente vers la droite dans une période et vers le haut dans une colonne ; le fluor possède la valeur la plus élevée, voisine de 4.

48. Qu’est-ce qui caractérise une liaison covalente entre deux atomes ?

L’attraction entre deux ions de charges opposées
Le transfert complet d’électrons d’un atome vers un autre
La mise en commun d’un ou plusieurs doublets d’électrons de valence
La mise en commun de neutrons appartenant aux deux noyaux

La mise en commun d’un ou plusieurs doublets d’électrons de valence

Explication

Une liaison covalente résulte du partage d’un ou plusieurs doublets d’électrons de valence entre deux atomes, qui tendent ainsi vers une configuration stable de gaz rare.

49. Que se passe-t-il lorsque deux atomes liés possèdent des électronégativités différentes ?

Les électrons de liaison sont attirés vers l’atome le plus électronégatif
Les deux atomes perdent simultanément leurs électrons de valence
Les électrons de liaison sont transférés intégralement vers l’atome le moins électronégatif
Les électrons de liaison se répartissent exactement au milieu des deux atomes

Les électrons de liaison sont attirés vers l’atome le plus électronégatif

Explication

Une différence d’électronégativité polarise la liaison : le doublet liant est davantage attiré vers l’atome le plus électronégatif. Des électronégativités similaires conduisent à un partage plus homogène.

50. Quelle combinaison respecte les règles de stabilité usuelles pour l’hydrogène et les éléments courants de la deuxième période ?

Tous ces atomes visent อย8 électrons, sans exception
L’hydrogène vise 2 électrons et les éléments de la deuxième période visent 8 électrons
L’hydrogène vise 8 électrons et les éléments de la deuxième période visent 2 électrons
Tous ces atomes visent 4 électrons sur leur couche externe

L’hydrogène vise 2 électrons et les éléments de la deuxième période visent 8 électrons

Explication

L’hydrogène suit la règle du duet et cherche à atteindre 2 électrons sur sa couche externe. Les éléments usuels de la deuxième période tendent plutôt vers l’octet, soit 8 électrons.

51. Quelle géométrie moléculaire est associée à un carbone portant quatre liaisons simples ?

Une géométrie tétraédrique
Une géométrie trigonale plane
Une géométrie coudée
Une géométrie linéaire

Une géométrie tétraédrique

Explication

Un carbone tétravalent portant quatre liaisons simples présente une géométrie tétraédrique. Une double liaison conduit typiquement à une géométrie trigonale plane, tandis qu’une triple liaison conduit à une géométrie linéaire.

52. Pourquoi un lien π est-il généralement plus facile à rompre qu’un lien σ ?

Parce qu’il résulte d’un recouvrement latéral moins robuste que le recouvrement axial du lien σ
Parce qu’il ne contient aucun électron de valence
Parce qu’il est formé uniquement par des orbitales s sphériques
Parce qu’il implique toujours des atomes plus éloignés du noyau

Parce qu’il résulte d’un recouvrement latéral moins robuste que le recouvrement axial du lien σ

Explication

Un lien σ provient d’un recouvrement axial, tandis qu’un lien π provient d’un recouvrement latéral d’orbitales p. Les liens π ont une énergie et une réactivité différentes et sont généralement plus faciles à casser.

53. Quelle combinaison d’orbitales atomiques forme quatre orbitales hybrides sp³ équivalentes ?

Une orbitale s et deux orbitales p
Une orbitale s et une orbitale p
Une orbitale s et trois orbitales p
Deux orbitales s et deux orbitales p

Une orbitale s et trois orbitales p

Explication

L’hybridation sp³ combine une orbitale s et trois orbitales p pour former quatre orbitales hybrides identiques orientées selon une géométrie tétraédrique, comme dans le méthane.

54. Quelle description correspond à l’hybridation sp² du carbone ?

Elle forme trois orbitales hybrides coplanaires et conserve une orbitale p perpendiculaire au plan
Elle forme quatre orbitales hybrides orientées selon un tétraèdre
Elle forme une seule orbitale hybride et trois orbitales p coplanaires
Elle forme deux orbitales hybrides et deux orbitales p perpendiculaires

Elle forme trois orbitales hybrides coplanaires et conserve une orbitale p perpendiculaire au plan

Explication

L’hybridation sp² combine une orbitale s et deux orbitales p pour former trois orbitales hybrides coplanaires. Une orbitale p reste inchangée et perpendiculaire au plan, ce qui permet notamment un recouvrement π.

55. Quelle valeur caractérise une liaison faible par rapport à une liaison covalente ?

Une énergie pouvant atteindre 485 kJ·mol⁻¹
Une énergie inférieure à 40 kJ·mol⁻¹
Une énergie comprise entre 40 et 100 kJ·mol⁻¹
Une énergie proche de 285 kJ·mol⁻¹

Une énergie inférieure à 40 kJ·mol⁻¹

Explication

Les liaisons faibles mettent en jeu des énergies inférieures à 40 kJ·mol⁻¹. Les liaisons covalentes sont nettement plus énergétiques et peuvent atteindre 485 kJ·mol⁻¹.

56. Dans quel intervalle se situe approximativement l’énergie d’une liaison hydrogène ?

Entre 100 et 150 kJ·mol⁻¹
Entre 1 et 5 kJ·mol⁻¹
Entre 40 et 80 kJ·mol⁻¹
Entre 10 et 30 kJ·mol⁻¹

Entre 10 et 30 kJ·mol⁻¹

Explication

Une liaison hydrogène est une interaction faible dont l’énergie est approximativement comprise entre 10 et 30 kJ·mol⁻¹. Elle est donc moins énergétique qu’une liaison covalente.

57. Quelle situation correspond à une liaison hydrogène intermoléculaire ?

Une interaction entre deux molécules distinctes
Une interaction entre deux atomes d’une même molécule
Une liaison covalente entre deux atomes voisins
Une interaction entre deux électrons d’un même atome

Une interaction entre deux molécules distinctes

Explication

Une liaison hydrogène intermoléculaire s’établit entre deux molécules distinctes. Lorsqu’elle se forme au sein d’une seule molécule, elle est dite intramoléculaire.

58. Pourquoi les molécules d’eau peuvent-elles former des liaisons hydrogène entre elles ?

Parce que les liaisons O-H sont polarisées vers l’oxygène
Parce que les molécules d’eau ne possèdent aucun moment dipolaire
Parce que les liaisons O-H sont totalement apolaires
Parce que l’oxygène et l’hydrogène ont la même électronégativité

Parce que les liaisons O-H sont polarisées vers l’oxygène

Explication

Dans l’eau, les liaisons O-H sont polarisées vers l’oxygène, ce qui rend la molécule dipolaire et permet des liaisons hydrogène entre molécules. Ces interactions contribuent notamment à un point d’ébullition d’environ 100 °C.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 73 flashcards sur Classification et liaisons chimiques.

De quoi est constitué le noyau d'un atome ?

Le noyau est formé de protons et de neutrons appelés nucléons.

Quelle charge porte un proton et quelle est sa masse ?

Le proton porte une charge de +1,602×10⁻¹⁰ C et une masse de 1,673×10⁻²⁷ kg.

Quelle est la formule pour calculer le nombre de neutrons N ?

N vaut A moins Z, soit N = A - Z.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Classification et liaisons chimiques.

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