QCM : Classification périodique et nombre d’oxydation — 26 questions

Explication

Une triade réunit trois éléments présentant des propriétés chimiques similaires. La masse atomique identique n’est pas une condition de définition, car les éléments d’une triade peuvent avoir des masses différentes.

Explication

La masse atomique était exprimée relativement à celle de l’hydrogène. La charge du noyau est caractérisée par le numéro atomique $Z$, et non par la masse atomique.

Explication

Dimitri Mendeleïev a proposé cette classification en 1869. Les années 1875 et 1886 correspondent notamment à des découvertes ayant confirmé certaines de ses prédictions, tandis que 1913 appartient à une étape ultérieure de l’histoire de la classification.

Explication

Les cases vides permettaient de prévoir l’existence d’éléments nouveaux dont les propriétés pourraient être déduites. Elles ne servaient pas à organiser les éléments selon le nombre de neutrons, notion distincte de la démarche de Mendeleïev.

Explication

Une période est une ligne liée à une valeur du nombre quantique principal $n$, depuis le remplissage de $ns$ jusqu’à celui de $np$. Les éléments d’une même colonne partagent plutôt une configuration électronique de valence similaire.

Explication

Un groupe est une colonne qui rassemble des éléments ayant la même configuration électronique de valence. Le nombre quantique principal $n$ est associé à une période, et non à la définition d’un groupe.

Explication

Le bloc s regroupe les colonnes 1 et 2, caractérisées par des configurations de valence en $ns^1$ ou $ns^2$. Les colonnes 13 à 18 appartiennent au bloc p, tandis que les colonnes 3 à 12 forment le bloc d.

Explication

La forme $ns^2np^x$, avec $x$ compris entre 1 et 6, caractérise le bloc p. Le bloc s implique une configuration en $ns^1$ ou $ns^2$, tandis que le bloc d concerne le remplissage des sous-couches d.

Explication

Le bloc d correspond aux colonnes 3 à 12 et se définit par le remplissage des sous-couches d des métaux de transition. Une configuration en $ns^1$ relève du bloc s, alors que les sous-couches p caractérisent le bloc p.

Explication

Les alcalino-terreux forment typiquement des cations de charge 2+. Les alcalins forment plutôt des cations 1+, les halogènes des anions 1− et les gaz nobles sont très peu réactifs.

Explication

Le fer possède la configuration abrégée $[Ar]3d^6 4s^2$, ce qui correspond à ses 26 électrons. La configuration $[Ne]3s^2 3p^6$ décrit l’argon, tandis que les autres propositions ne correspondent pas au remplissage du fer.

Explication

Le numéro atomique croissant correspond à une succession croissante du nombre d’électrons dans les atomes neutres, donc à leur configuration électronique. La masse, le nombre de neutrons et la charge ionique ne définissent pas cet ordre.

Explication

Les électrons de valence comprennent ceux de la couche externe et, chez les éléments de transition, les électrons des sous-couches d en cours de remplissage. Les électrons de cœur ne participent pas directement aux liaisons chimiques.

Explication

Dans le bloc p, le nombre d’électrons de valence vaut $2+x$ ; avec $x=4$, on obtient donc 6 électrons. Le nombre 4 correspond ici à la sous-couche p seule, et non au total des électrons de valence.

Explication

Dans une période, la masse molaire et l’énergie de première ionisation augmentent, tandis que le rayon atomique diminue. La proposition qui fait augmenter le rayon et baisser l’énergie inverse les tendances périodiques établies.

Explication

Dans une colonne, les couches électroniques supplémentaires accroissent le rayon atomique, tandis que l’électron externe est moins fortement retenu et l’énergie de première ionisation diminue. L’augmentation simultanée des deux grandeurs ne correspond donc pas à cette tendance.

Explication

La première ionisation correspond à l’arrachement d’un seul électron à un atome gazeux pour former un cation gazeux. La formation d’un anion décrit au contraire un gain électronique.

Explication

L’électronégativité est une grandeur sans dimension qui traduit l’aptitude d’un élément à attirer les électrons. L’énergie nécessaire pour arracher un électron correspond à l’énergie de première ionisation, et non à l’électronégativité.

Explication

Les métaux sont généralement conducteurs, ductiles et malléables, et ils forment des cations. Les non-métaux sont généralement mauvais conducteurs, cassants et formateurs d’anions; la deuxième proposition inverse ces caractéristiques.

Explication

Un métalloïde se situe près de la frontière entre les métaux et les non-métaux et présente un mélange de propriétés des deux groupes. Un ion positif est un cation, mais ce terme ne désigne pas une catégorie d’éléments.

Explication

En 1898, Thomson propose le modèle du « plum-pudding », où des électrons négatifs sont incrustés dans une matière positive diffuse. Le petit noyau positif appartient au modèle nucléaire proposé après l’expérience de la feuille d’or.

Explication

La plupart des particules traversent la feuille, mais certaines sont fortement déviées, ce qui indique un noyau très petit, dense et positif. Une charge positive uniformément répartie correspond plutôt au modèle de Thomson.

Explication

Le nombre d’oxydation est une charge fictive calculée en attribuant les électrons des liaisons covalentes à l’atome le plus électronégatif. La charge d’un ion, contrairement à cette grandeur conventionnelle, correspond à une charge électrique réelle.

Explication

Dans un corps simple, comme $\mathrm{O_2}$, le nombre d’oxydation de l’élément est nul. La valeur $-\mathrm{II}$ est fréquente pour l’oxygène dans de nombreux composés, mais elle ne s’applique pas à un corps simple.

Explication

La somme des nombres d’oxydation de tous les atomes d’une espèce polyatomique est égale à sa charge globale. Elle ne correspond donc pas au nombre d’atomes ni à la charge d’un seul constituant.

Explication

En posant $x + 4(-\mathrm{II}) = -\mathrm{I}$, on obtient $x = +\mathrm{VII}$ pour le manganèse. La valeur $+\mathrm{VI}$ ne permettrait pas de retrouver la charge globale $-\mathrm{I}$ de l’ion.