QCM : De l’atome aux composés ioniques (24 questions)

Question 1

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

Une entité de matière constituée d’un noyau et de neutrons

Une entité de matière constituée d’un noyau et d’électrons

Une entité de matière constituée de plusieurs noyaux et d’électrons

Une entité de matière constituée d’électrons et de protons dispersés

Explication

Un atome est une entité de matière extrêmement petite formée d’un noyau et d’électrons. Le noyau seul ne représente pas l’atome entier, et les neutrons ne remplacent pas les électrons.

Answer

Une entité de matière constituée d’un noyau et d’électrons

Question 2

2. Dans un atome dont le noyau contient 17 protons et 18 neutrons, quelle valeur représente le numéro atomique $Z$ ?

53

35

18

17

Explication

Le numéro atomique $Z$ compte les protons du noyau : ici, $Z=17$ . La valeur $35$ correspond au nombre de masse, tandis que $18$ compte les neutrons.

Answer

Le même nombre de masse, égal à 25

Answer

20 neutrons

Answer

Proton : $$+e$$ ; électron : $$-e$$ ; neutron : $$0$$

Answer

$$+1{,}28\times10^{-18}\ \mathrm{C}$$

Answer

Nuage : $$-13e$$ ; atome : $$0$$

Answer

Le rayon atomique est environ $$10^{5}$$ fois celui du noyau

Answer

Comme des isotopes

Answer

Les électrons de la couche externe

Answer

Un anion négatif

Answer

Le nombre de protons et de neutrons

Answer

Une espèce chimique

Answer

Une charge électrique globale nulle

Answer

Deux cations aqueux et un anion aqueux

Answer

$$\mathrm{K_2CO_3(s)\rightarrow 2K^+(aq)+CO_3^{2-}(aq)}$$

Answer

32 électrons

Answer

6 électrons

Answer

Compléter la sous-couche précédente avant de commencer la suivante

Answer

Le numéro atomique $$Z$$

Answer

Familles ou groupes chimiques

Answer

Un élément de transition, ou métal

Question 3

3. Deux noyaux ont respectivement 12 protons et 13 neutrons, puis 13 protons et 12 neutrons. Quelle propriété ont-ils en commun ?

Le même numéro atomique, égal à 25

Le même nombre de masse, égal à 13

Le même nombre de masse, égal à 25

Le même nombre de masse, égal à 12

Explication

Le nombre de masse $A$ est la somme des protons et des neutrons ; les deux noyaux ont donc $A=25$ . Les valeurs 12 et 13 sont les nombres de particules d’un seul type, et 25 n’est pas le numéro atomique.

Question 4

4. Un noyau est représenté par $^{39}_{19}\mathrm{K}$ . Combien contient-il de neutrons ?

−20 neutrons

20 neutrons

39 neutrons

58 neutrons

Explication

Le nombre de neutrons se calcule par $N=A-Z$ , donc $N=39-19=20$ . Additionner les deux valeurs ou prendre directement $A$ ne donne pas le nombre de neutrons.

Question 5

5. Dans un atome, un proton, un électron et un neutron sont considérés séparément. Quel ensemble de charges leur associer ?

Proton :

+e

; électron :

0

; neutron :

-e

Proton :

0

; électron :

-e

; neutron :

+e

Proton :

-e

; électron :

+e

; neutron :

0

Proton :

+e

; électron :

-e

; neutron :

0

Explication

La charge élémentaire vaut $e=1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ : le proton porte $+e$ , l’électron $-e$ et le neutron une charge nulle. Les autres associations déplacent ou inversent ces charges.

Question 6

6. Un noyau contient 8 protons. Quelle est sa charge électrique, avec $e=1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ ?

+1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}

+8\ \mathrm{C}

-1{,}28\times10^{-18}\ \mathrm{C}

+1{,}28\times10^{-18}\ \mathrm{C}

Explication

La charge du noyau est $Q_{\text{noyau}}=Ze$ ; avec $Z=8$ , elle vaut $8\times1{,}6\times10^{-19}=+1{,}28\times10^{-18}\ \mathrm{C}$ . Le nuage porte la charge négative opposée, et les neutrons ne contribuent pas à la charge.

Question 7

7. Un atome neutre possède 13 protons. Quelle charge porte son nuage électronique et quelle est la charge totale de l’atome ?

Nuage :

+13e

; atome :

0

Nuage :

-13e

; atome :

0

Nuage :

-13e

; atome :

-13e

Nuage :

0

; atome :

+13e

Explication

Dans un atome neutre, les 13 électrons portent une charge totale $-13e$ , qui compense la charge nucléaire $+13e$ ; la charge totale est donc nulle. Une charge positive du nuage inverse le signe, tandis qu’une charge totale non nulle contredit la neutralité.

Question 8

8. Un modèle représente un atome par un rayon de $4\times10^{-10}\ \mathrm{m}$ et son noyau par un rayon de $4\times10^{-15}\ \mathrm{m}$ . Quel rapport entre ces rayons est cohérent avec ces dimensions ?

Le rayon atomique est environ

10^{5}

fois celui du noyau

Le rayon atomique est environ

10^{-5}

fois celui du noyau

Le rayon du noyau est environ

10^{5}

fois celui de l’atome

Le rayon atomique est environ

10^{10}

fois celui du noyau

Explication

Le rapport des rayons vaut $(4\times10^{-10})/(4\times10^{-15})=10^{5}$ : l’atome est donc environ cent mille fois plus grand en rayon que son noyau. Le rapport inverse échange les dimensions, tandis que $10^{10}$ ne correspond pas à la différence des exposants.

Question 9

9. Deux atomes ont le même numéro atomique $Z$ , mais des nombres de neutrons différents. Comment les classe-t-on ?

Comme des isotopes

Comme des ions du même élément

Comme des éléments différents

Comme des atomes identiques

Explication

Des isotopes ont le même numéro atomique, mais un nombre de neutrons et donc un nombre de masse différents. Les ions se distinguent par leur nombre d’électrons, tandis que des éléments différents ont des numéros atomiques différents.

Question 10

10. Pour construire une représentation de Lewis, Lina doit sélectionner les électrons à prendre en compte pour un atome. Lesquels doit-elle retenir ?

Les électrons de toutes les couches

Les électrons de la couche externe

Les protons du noyau

Les électrons célibataires de la couche externe

Explication

Les électrons de valence sont ceux de la couche externe et sont considérés dans la représentation de Lewis. Les électrons célibataires correspondent à la valence, tandis que les électrons internes ne sont pas ceux visés.

Question 11

11. Un atome neutre devient chargé après une modification de son nombre d’électrons. Quel nom désigne l’espèce obtenue ?

Un isotope

Un nucléon

Un ion

Un atome neutre

Explication

Un ion est un atome qui a perdu ou gagné des électrons. Un isotope se définit par une différence de neutrons, et un atome neutre n’a pas acquis de charge par cette modification.

Question 12

12. Lors d’une transformation, un atome gagne des électrons. Quel type d’ion se forme ?

Un atome neutre

Un isotope chargé positivement

Un anion négatif

Un cation positif

Explication

Le gain d’électrons forme un ion négatif appelé anion. Un cation positif résulte d’une perte d’électrons, et un atome neutre n’a pas cette charge négative.

Question 13

13. Un atome devient un ion après un échange d’électrons. Quelle grandeur reste inchangée dans son noyau ?

Le nombre de neutrons et d’électrons

Le nombre de protons et d’électrons

Le nombre de protons et de neutrons

Le nombre d’électrons périphériques

Explication

La formation d’un ion ne modifie pas le noyau : le nombre de protons et de neutrons reste le même, tandis que le nombre d’électrons périphériques change. La charge résulte donc d’une variation des électrons, pas des protons ni des neutrons.

Question 14

14. Un échantillon contient un très grand nombre d’entités chimiques identiques. Comment appelle-t-on cette collection ?

Une espèce chimique

Un mélange chimique

Un solide ionique

Une entité chimique

Explication

Une espèce chimique est une collection d’un très grand nombre d’entités chimiques identiques. Une entité désigne un constituant microscopique, un solide ionique est une catégorie particulière de matière et un mélange réunit plusieurs espèces.

Question 15

15. Un cristal est constitué de cations et d’anions attirés par des interactions électrostatiques. Quelle caractéristique électrique doit présenter l’ensemble du cristal ?

Une charge électrique globale nulle

Une charge globale nulle parce qu’il ne contient pas d’ions

Une charge globale déterminée par les seuls anions

Une charge globale égale à celle de ses cations

Explication

Un solide ionique associe des cations et des anions par interactions électrostatiques, et sa charge globale est nulle. La charge d’un ion isolé ne décrit pas celle du cristal, qui contient bien des ions et dont les charges se compensent.

Question 16

16. Une formule de solide ionique indique deux cations portant chacun une charge $+1$ et un anion portant une charge $-2$ . Lors de sa dissolution dans l’eau, que doit-on obtenir ?

Un cation aqueux et deux anions aqueux

Deux cations aqueux et un anion aqueux

Deux cations aqueux et deux anions aqueux

Un cation aqueux et un anion aqueux

Explication

La dissolution sépare le solide en ions aqueux selon les proportions de sa formule : deux cations pour un anion. Leurs charges totales se compensent, car $2\times(+1)+(-2)=0$ .

Question 17

17. On dissout du carbonate de potassium, de formule $\mathrm{K_2CO_3}$ . Quelle équation décrit correctement la séparation des ions dans l’eau ?

\mathrm{K_2CO_3(s)\rightarrow 2K^+(aq)+CO_3^{2-}(aq)}

\mathrm{K_2CO_3(s)\rightarrow 2K^+(aq)+CO_3^-(aq)}

\mathrm{K_2CO_3(s)\rightarrow K^+(aq)+CO_3^{2-}(aq)}

\mathrm{K_2CO_3(s)\rightarrow K_2CO_3(aq)}

Explication

La formule indique deux ions potassium pour un ion carbonate, donnant une charge totale nulle puisque $2\times(+1)+(-2)=0$ . Un seul potassium oublie la proportion stœchiométrique, la charge $-1$ est incorrecte et l’écriture moléculaire ne représente pas la séparation en ions.

Question 18

18. Une couche électronique porte le numéro $n=4$ . Quel nombre maximal d’électrons peut-elle contenir ?

18 électrons

16 électrons

32 électrons

8 électrons

Explication

La capacité maximale est $2n^2$ ; pour $n=4$ , $2\times4^2=32$ électrons. La réponse 16 omet le carré, 8 omet le facteur 2 et 18 correspond à la couche M.

Question 19

19. Une sous-couche p est entièrement remplie. Combien d’électrons contient-elle au maximum ?

14 électrons

10 électrons

6 électrons

2 électrons

Explication

Une sous-couche p peut contenir au maximum 6 électrons. La valeur 2 correspond à s, 10 à d et 14 à f.

Question 20

20. Lors du remplissage d’une configuration électronique, une sous-couche de plus haute énergie est encore vide alors que la sous-couche précédente n’est pas saturée. Que doit-on faire ?

Déplacer les électrons vers la couche externe avant de compléter la précédente

Placer un électron dans chacune des deux sous-couches avant de poursuivre

Commencer la sous-couche plus énergétique avant de finir la précédente

Compléter la sous-couche précédente avant de commencer la suivante

Explication

La règle de Klechkowski interdit de commencer un sous-niveau plus énergétique sans avoir saturé le précédent. Commencer par le sous-niveau supérieur inverse l’ordre, répartir les électrons également ne respecte pas cette règle, et la capacité d’une couche ne détermine pas cet ordre.

Question 21

21. Dans la notation des couches électroniques, quelle lettre désigne le niveau $n=6$ ?

Q

O

N

P

Explication

Les couches K, L, M, N, O, P et Q correspondent respectivement aux niveaux $n=1$ à $n=7$ ; le niveau 6 est donc P. O correspond à 5, Q à 7 et N à 4.

Question 22

22. Deux éléments ont des masses atomiques différentes, et l’élément X possède un numéro atomique plus faible que l’élément Y. Selon quel critère la classification périodique actuelle les ordonne-t-elle ?

Le numéro atomique

Z

Le nombre de neutrons

La masse atomique

La configuration électronique externe

Explication

La classification périodique actuelle classe les éléments selon leur numéro atomique $Z$ . La masse atomique est l’ancien critère, le nombre de neutrons ne définit pas le classement et la configuration externe caractérise des groupes plutôt que l’ordre périodique.

Question 23

23. Dans un tableau périodique, comment appelle-t-on les colonnes verticales ?

Périodes

Sous-couches électroniques

Niveaux énergétiques

Familles ou groupes chimiques

Explication

Les colonnes verticales sont les familles ou groupes chimiques, tandis que les lignes horizontales sont les périodes. Les niveaux énergétiques correspondent aux périodes et les sous-couches sont des subdivisions des couches électroniques.

Question 24

24. Un élément se trouve dans la colonne 10 du tableau périodique et sa configuration électronique se termine par une sous-couche d. À quelle catégorie appartient-il ?

Un élément classé dans une période

Un élément d’un groupe principal

Un élément de transition, ou métal

Un élément dont la configuration se termine par s ou p

Explication

Les colonnes 3 à 12 sont les groupes secondaires ; leurs éléments, dont la configuration se termine par d ou f, sont appelés éléments de transition ou métaux. Les groupes principaux occupent les colonnes 1, 2 et 13 à 18 et se terminent par s ou p.

QCM : De l’atome aux composés ioniques (24 questions)

Questions et réponses du QCM

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

2. Dans un atome dont le noyau contient 17 protons et 18 neutrons, quelle valeur représente le numéro atomique $Z$ ?

3. Deux noyaux ont respectivement 12 protons et 13 neutrons, puis 13 protons et 12 neutrons. Quelle propriété ont-ils en commun ?

4. Un noyau est représenté par $^{39}_{19}\mathrm{K}$ . Combien contient-il de neutrons ?

5. Dans un atome, un proton, un électron et un neutron sont considérés séparément. Quel ensemble de charges leur associer ?

6. Un noyau contient 8 protons. Quelle est sa charge électrique, avec $e=1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ ?

7. Un atome neutre possède 13 protons. Quelle charge porte son nuage électronique et quelle est la charge totale de l’atome ?

8. Un modèle représente un atome par un rayon de $4\times10^{-10}\ \mathrm{m}$ et son noyau par un rayon de $4\times10^{-15}\ \mathrm{m}$ . Quel rapport entre ces rayons est cohérent avec ces dimensions ?

9. Deux atomes ont le même numéro atomique $Z$ , mais des nombres de neutrons différents. Comment les classe-t-on ?

10. Pour construire une représentation de Lewis, Lina doit sélectionner les électrons à prendre en compte pour un atome. Lesquels doit-elle retenir ?

11. Un atome neutre devient chargé après une modification de son nombre d’électrons. Quel nom désigne l’espèce obtenue ?

12. Lors d’une transformation, un atome gagne des électrons. Quel type d’ion se forme ?

13. Un atome devient un ion après un échange d’électrons. Quelle grandeur reste inchangée dans son noyau ?

14. Un échantillon contient un très grand nombre d’entités chimiques identiques. Comment appelle-t-on cette collection ?

15. Un cristal est constitué de cations et d’anions attirés par des interactions électrostatiques. Quelle caractéristique électrique doit présenter l’ensemble du cristal ?

16. Une formule de solide ionique indique deux cations portant chacun une charge $+1$ et un anion portant une charge $-2$ . Lors de sa dissolution dans l’eau, que doit-on obtenir ?

17. On dissout du carbonate de potassium, de formule $\mathrm{K_2CO_3}$ . Quelle équation décrit correctement la séparation des ions dans l’eau ?

18. Une couche électronique porte le numéro $n=4$ . Quel nombre maximal d’électrons peut-elle contenir ?

19. Une sous-couche p est entièrement remplie. Combien d’électrons contient-elle au maximum ?

20. Lors du remplissage d’une configuration électronique, une sous-couche de plus haute énergie est encore vide alors que la sous-couche précédente n’est pas saturée. Que doit-on faire ?

21. Dans la notation des couches électroniques, quelle lettre désigne le niveau $n=6$ ?

22. Deux éléments ont des masses atomiques différentes, et l’élément X possède un numéro atomique plus faible que l’élément Y. Selon quel critère la classification périodique actuelle les ordonne-t-elle ?

23. Dans un tableau périodique, comment appelle-t-on les colonnes verticales ?

24. Un élément se trouve dans la colonne 10 du tableau périodique et sa configuration électronique se termine par une sous-couche d. À quelle catégorie appartient-il ?

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QCM : De l’atome aux composés ioniques (24 questions)

Questions et réponses du QCM

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

2. Dans un atome dont le noyau contient 17 protons et 18 neutrons, quelle valeur représente le numéro atomique ZZZ ?

3. Deux noyaux ont respectivement 12 protons et 13 neutrons, puis 13 protons et 12 neutrons. Quelle propriété ont-ils en commun ?

4. Un noyau est représenté par 1939K^{39}_{19}\mathrm{K}1939​K. Combien contient-il de neutrons ?

5. Dans un atome, un proton, un électron et un neutron sont considérés séparément. Quel ensemble de charges leur associer ?

6. Un noyau contient 8 protons. Quelle est sa charge électrique, avec e=1,6×10−19 Ce=1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}e=1,6×10−19 C ?

7. Un atome neutre possède 13 protons. Quelle charge porte son nuage électronique et quelle est la charge totale de l’atome ?

8. Un modèle représente un atome par un rayon de 4×10−10 m4\times10^{-10}\ \mathrm{m}4×10−10 m et son noyau par un rayon de 4×10−15 m4\times10^{-15}\ \mathrm{m}4×10−15 m. Quel rapport entre ces rayons est cohérent avec ces dimensions ?

9. Deux atomes ont le même numéro atomique ZZZ, mais des nombres de neutrons différents. Comment les classe-t-on ?

10. Pour construire une représentation de Lewis, Lina doit sélectionner les électrons à prendre en compte pour un atome. Lesquels doit-elle retenir ?

11. Un atome neutre devient chargé après une modification de son nombre d’électrons. Quel nom désigne l’espèce obtenue ?

12. Lors d’une transformation, un atome gagne des électrons. Quel type d’ion se forme ?

13. Un atome devient un ion après un échange d’électrons. Quelle grandeur reste inchangée dans son noyau ?

14. Un échantillon contient un très grand nombre d’entités chimiques identiques. Comment appelle-t-on cette collection ?

15. Un cristal est constitué de cations et d’anions attirés par des interactions électrostatiques. Quelle caractéristique électrique doit présenter l’ensemble du cristal ?

16. Une formule de solide ionique indique deux cations portant chacun une charge +1+1+1 et un anion portant une charge −2-2−2. Lors de sa dissolution dans l’eau, que doit-on obtenir ?

17. On dissout du carbonate de potassium, de formule K2CO3\mathrm{K_2CO_3}K2​CO3​. Quelle équation décrit correctement la séparation des ions dans l’eau ?

18. Une couche électronique porte le numéro n=4n=4n=4. Quel nombre maximal d’électrons peut-elle contenir ?

19. Une sous-couche p est entièrement remplie. Combien d’électrons contient-elle au maximum ?

20. Lors du remplissage d’une configuration électronique, une sous-couche de plus haute énergie est encore vide alors que la sous-couche précédente n’est pas saturée. Que doit-on faire ?

21. Dans la notation des couches électroniques, quelle lettre désigne le niveau n=6n=6n=6 ?

22. Deux éléments ont des masses atomiques différentes, et l’élément X possède un numéro atomique plus faible que l’élément Y. Selon quel critère la classification périodique actuelle les ordonne-t-elle ?

23. Dans un tableau périodique, comment appelle-t-on les colonnes verticales ?

24. Un élément se trouve dans la colonne 10 du tableau périodique et sa configuration électronique se termine par une sous-couche d. À quelle catégorie appartient-il ?

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2. Dans un atome dont le noyau contient 17 protons et 18 neutrons, quelle valeur représente le numéro atomique $Z$ ?

4. Un noyau est représenté par $^{39}_{19}\mathrm{K}$ . Combien contient-il de neutrons ?

6. Un noyau contient 8 protons. Quelle est sa charge électrique, avec $e=1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ ?

8. Un modèle représente un atome par un rayon de $4\times10^{-10}\ \mathrm{m}$ et son noyau par un rayon de $4\times10^{-15}\ \mathrm{m}$ . Quel rapport entre ces rayons est cohérent avec ces dimensions ?

9. Deux atomes ont le même numéro atomique $Z$ , mais des nombres de neutrons différents. Comment les classe-t-on ?

16. Une formule de solide ionique indique deux cations portant chacun une charge $+1$ et un anion portant une charge $-2$ . Lors de sa dissolution dans l’eau, que doit-on obtenir ?

17. On dissout du carbonate de potassium, de formule $\mathrm{K_2CO_3}$ . Quelle équation décrit correctement la séparation des ions dans l’eau ?

18. Une couche électronique porte le numéro $n=4$ . Quel nombre maximal d’électrons peut-elle contenir ?

21. Dans la notation des couches électroniques, quelle lettre désigne le niveau $n=6$ ?