QCM : Contrôle de chimie générale (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelles sont les deux isotopes stables qui constituent le brome naturel ?

⁷⁷Br et ⁷⁹Br
⁷⁸Br et ⁸⁰Br
⁸⁰Br et ⁸²Br
⁷⁹Br et ⁸¹Br

⁷⁹Br et ⁸¹Br

Explication

Le brome est constitué de deux isotopes stables, ⁷⁹Br et ⁸¹Br, de masses atomiques respectives 78,92 u et 81,92 u. Les autres couples proposés ne correspondent pas aux isotopes stables indiqués pour le brome.

2. Quelle démarche permet de déterminer les abondances isotopiques naturelles du brome ?

Comparer les numéros atomiques des isotopes puis retenir l’isotope le plus lourd
Additionner les masses des protons et des électrons puis diviser par deux
Mesurer la charge des ions de brome puis associer chaque charge à une abondance
Identifier les particules de chaque isotope puis utiliser la masse moyenne de 79,90 u

Identifier les particules de chaque isotope puis utiliser la masse moyenne de 79,90 u

Explication

La démarche consiste à déterminer les protons, les neutrons et les électrons de chaque isotope, puis à exploiter la masse atomique moyenne de 79,90 u. Le numéro atomique reste identique pour les isotopes et ne suffit donc pas à calculer leurs abondances.

3. Quels sont les numéros atomiques du lithium, du silicium et du nickel, dans cet ordre ?

3, 28 et 14
14, 28 et 3
3, 14 et 28
14, 3 et 28

3, 14 et 28

Explication

Les numéros atomiques sont respectivement 3 pour le lithium, 14 pour le silicium et 28 pour le nickel. Inverser les valeurs du silicium et du nickel modifie l’identité des éléments concernés.

4. Quelles représentations faut-il établir pour étudier la structure électronique fondamentale du lithium, du silicium et du nickel ?

Leur configuration électronique, leurs couches de valence et leurs cases quantiques
Leur température de fusion, leur densité et leur conductivité électrique
Leur masse atomique, leurs isotopes stables et leur abondance naturelle
Leur formule ionique, leur géométrie moléculaire et leur structure de Lewis

Leur configuration électronique, leurs couches de valence et leurs cases quantiques

Explication

L’étude électronique demande d’établir les configurations fondamentales, de préciser les couches de valence et de représenter ces couches par des cases quantiques. Les autres réponses décrivent des propriétés ou des modèles qui ne constituent pas cette analyse électronique.

5. Quelle formule obtient-on pour le chlorure de calcium après avoir déterminé les ions formés par le calcium et le chlore ?

Ca₂Cl₂
CaCl₂
CaCl
Ca₂Cl

CaCl₂

Explication

Le calcium et le chlore forment des ions dont les charges se compensent dans la formule CaCl₂. Les autres formules ne traduisent pas correctement la combinaison ionique attendue pour le chlorure de calcium.

6. Quelles espèces font l’objet d’une représentation de Lewis dans l’analyse considérée ?

Le monoxyde de carbone, l’ion chlorure et l’ion carbonate
Le dioxygène, l’ion ammonium et l’ion sulfite
Le dioxyde de carbone, l’ion nitrite et l’ion nitrate
Le méthane, l’ion hydroxyde et l’ion phosphate

Le dioxyde de carbone, l’ion nitrite et l’ion nitrate

Explication

L’analyse de Lewis porte sur le dioxyde de carbone, l’ion nitrite et l’ion nitrate. Les autres ensembles associent des espèces différentes de celles étudiées.

7. Comment interpréter les différentes formes mésomères de l’ion nitrite et de l’ion nitrate ?

Elles décrivent des molécules distinctes présentes séparément
Elles indiquent une transformation entre deux éléments voisins
Elles correspondent à des configurations électroniques de niveaux différents
Elles contribuent ensemble à un hybride de résonance

Elles contribuent ensemble à un hybride de résonance

Explication

Les formes mésomères de ces ions sont des représentations limites qui contribuent ensemble à un hybride de résonance. Elles ne décrivent donc pas plusieurs espèces distinctes coexistantes comme des molécules séparées.

8. Quelle théorie permet d’associer une géométrie aux trois espèces étudiées à partir de leur représentation de Lewis ?

La théorie des collisions
La théorie cinétique des gaz
La théorie VSEPR
La théorie des orbitales moléculaires

La théorie VSEPR

Explication

La théorie VSEPR permet de déterminer la géométrie en considérant la disposition des domaines électroniques autour de l’atome central. Les autres théories concernent les gaz, les orbitales ou les réactions et ne constituent pas la méthode demandée ici.

9. Après l’établissement du diagramme d’orbitales moléculaires de F2\mathrm{F_2}, quelles propriétés faut-il déterminer pour caractériser cette molécule ?

Son rayon atomique et son énergie d’ionisation
Sa géométrie spatiale et sa constante d’acidité
Son ordre de liaison et son caractère paramagnétique ou diamagnétique
Sa masse molaire et sa température de fusion

Son ordre de liaison et son caractère paramagnétique ou diamagnétique

Explication

L’étude de F2\mathrm{F_2} repose sur son diagramme d’orbitales moléculaires, le calcul de l’ordre de liaison et l’identification de son comportement magnétique. La masse molaire et la température de fusion ne permettent pas de conclure directement sur ces propriétés électroniques.

10. Lors de l’analyse des orbitales moléculaires de F2\mathrm{F_2}, quel résultat permet de conclure qu’une molécule est paramagnétique ou diamagnétique ?

La position de la molécule dans le spectre visible
La présence ou l’absence d’électrons non appariés
La valeur de la masse des noyaux de fluor
La différence entre les rayons des deux atomes

La présence ou l’absence d’électrons non appariés

Explication

Le caractère paramagnétique ou diamagnétique dépend de la présence d’électrons non appariés dans la configuration électronique moléculaire. L’ordre de liaison renseigne sur la liaison, mais ne suffit pas à déterminer le comportement magnétique.

11. Que représente la valeur 15 230 cm−115\,230\ \mathrm{cm^{-1}} associée à une raie du spectre d’émission de l’hydrogène ?

L’énergie de la radiation émise en joules
La longueur d’onde de la radiation émise
La fréquence de la radiation émise
Le nombre d’onde de la radiation émise

Le nombre d’onde de la radiation émise

Explication

La grandeur donnée est explicitement un nombre d’onde, exprimé en cm−1\mathrm{cm^{-1}}. Une longueur d’onde s’exprime en unité de longueur, tandis qu’une fréquence s’exprime en s−1\mathrm{s^{-1}} et une énergie en joules.

12. Pour analyser la raie d’émission d’hydrogène de nombre d’onde 15 230 cm−115\,230\ \mathrm{cm^{-1}}, quelle suite de calculs et de conclusions convient-il d’effectuer ?

Calculer la longueur d’onde, vérifier sa visibilité, puis déterminer l’écart énergétique en joules
Calculer l’énergie cinétique, vérifier sa stabilité, puis déterminer le rayon atomique
Calculer la longueur d’onde, déterminer la charge nucléaire, puis trouver la masse molaire
Calculer la fréquence, déterminer la masse de l’atome, puis identifier sa géométrie

Calculer la longueur d’onde, vérifier sa visibilité, puis déterminer l’écart énergétique en joules

Explication

L’analyse demandée consiste à convertir le nombre d’onde en longueur d’onde, à comparer cette longueur au domaine visible, puis à calculer l’énergie associée à la transition en joules. La masse, la charge nucléaire et la géométrie atomique ne font pas partie de cette procédure spectroscopique.

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Quel est le numéro atomique du brome ?

35

Combien d'isotopes stables le brome possède-t-il ?

Deux isotopes stables

Quels sont les isotopes stables du brome ?

⁷⁹Br et ⁸¹Br

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