QCM : Des atomes aux molécules — 14 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel phénomène définit une liaison covalente entre deux atomes ?

Le transfert complet de deux électrons vers l’un des atomes
La séparation des électrons de valence entre les deux atomes
La mise en commun de deux électrons entre les deux atomes
L’attraction entre deux noyaux dépourvus d’électrons

La mise en commun de deux électrons entre les deux atomes

Explication

Une liaison covalente se forme lorsque deux atomes mettent en commun deux électrons. Le transfert d’électrons correspond plutôt au modèle d’une liaison ionique, tandis que les autres propositions ne décrivent pas la formation d’une liaison covalente.

2. Quelle configuration électronique les atomes recherchent-ils généralement en s’associant ?

Une configuration comportant trois électrons de valence pour l’hydrogène et six pour les autres atomes
Une configuration où chaque atome possède le même nombre total d’électrons que son voisin
Une configuration instable permettant aux électrons de rester éloignés du noyau
Une configuration stable de gaz rare, avec un duet pour l’hydrogène ou un octet pour les autres atomes

Une configuration stable de gaz rare, avec un duet pour l’hydrogène ou un octet pour les autres atomes

Explication

Les atomes s’associent pour atteindre une configuration analogue à celle des gaz rares : l’hydrogène vise un duet et les autres atomes concernés un octet. Assimiler l’hydrogène à la règle de l’octet constitue la confusion classique à éviter.

3. Que produit le recouvrement d’orbitales atomiques lors de la formation d’une liaison covalente ?

Des électrons libres qui ne sont plus associés à une orbitale
Des orbitales atomiques qui restent propres à chaque atome séparé
Des noyaux moléculaires qui remplacent les noyaux atomiques
Des orbitales moléculaires associées à l’ensemble des atomes liés

Des orbitales moléculaires associées à l’ensemble des atomes liés

Explication

Le recouvrement d’orbitales atomiques donne naissance à des orbitales moléculaires, qui concernent l’ensemble de la molécule. Les orbitales atomiques correspondent au contraire aux atomes pris séparément.

4. Quelle description correspond à une liaison simple ?

Deux liaisons π formées par des recouvrements axiaux d’orbitales atomiques p
Une liaison σ formée par un recouvrement axial d’orbitales atomiques s ou p
Une liaison π formée par un recouvrement latéral de deux orbitales atomiques s
Une liaison σ et une liaison π formées par deux recouvrements latéraux

Une liaison σ formée par un recouvrement axial d’orbitales atomiques s ou p

Explication

Une liaison simple est une liaison σ issue d’un recouvrement axial d’orbitales atomiques de type s ou p. La présence simultanée d’une liaison σ et d’une liaison π caractérise plutôt une double liaison.

5. De quelles liaisons est constituée une double liaison entre deux atomes ?

D’une liaison σ et d’une liaison π
D’une liaison σ issue de deux recouvrements latéraux
De deux liaisons π sans liaison σ
De deux liaisons σ superposées

D’une liaison σ et d’une liaison π

Explication

Une double liaison comprend une liaison σ et une liaison π. La liaison π s’ajoute donc à la liaison σ, alors qu’une liaison simple ne comporte pas cette seconde composante.

6. Que représente principalement la notation de Lewis d’une molécule ?

Les électrons de la couche de valence sous une forme abrégée
Les orbitales moléculaires avec leur niveau d’énergie quantifié
Tous les électrons de chaque atome avec leurs trajectoires détaillées
Les seuls noyaux atomiques disposés selon la géométrie moléculaire

Les électrons de la couche de valence sous une forme abrégée

Explication

La notation de Lewis est une représentation simplifiée qui fait apparaître les électrons de valence. Elle ne détaille ni tous les électrons ni les orbitales moléculaires et leurs niveaux d’énergie.

7. Pourquoi une structure comportant quatre doublets d’électrons autour d’un atome est-elle particulièrement stable ?

Elle indique que quatre électrons ont été transférés vers un autre atome
Elle montre que les électrons de valence ont quitté les orbitales atomiques
Elle forme un duet correspondant à la configuration usuelle de l’hydrogène
Elle réalise un octet comparable à la configuration stable des gaz rares

Elle réalise un octet comparable à la configuration stable des gaz rares

Explication

Quatre doublets représentent huit électrons, soit un octet, configuration particulièrement stable comme celle des gaz rares. Le duet concerne l’hydrogène et ne correspond pas à la structure décrite ici.

8. Lors de la construction d’une structure de Lewis, quels éléments faut-il identifier autour des atomes ?

Les liaisons, les doublets non-liants et les orbitales vacantes
Les angles de liaison, les charges formelles et les isotopes
Les protons, les neutrons et les électrons de valence
Les couches électroniques, les nombres quantiques et les orbitales hybrides

Les liaisons, les doublets non-liants et les orbitales vacantes

Explication

Une structure de Lewis nécessite de repérer les liaisons, les doublets non-liants et les orbitales vacantes. Les doublets non-liants ne relient pas les atomes, car ce rôle revient aux doublets liants.

9. Dans la molécule H2\mathrm{H_2}, quel objectif électronique chaque atome d’hydrogène atteint-il grâce à la liaison covalente ?

Un duet correspondant à la configuration de l’hélium
Un octet correspondant à la configuration du néon
Un sextet correspondant à une couche partiellement remplie
Un quadruplet correspondant à une couche externe stable

Un duet correspondant à la configuration de l’hélium

Explication

Chaque hydrogène de H2\mathrm{H_2} partage une paire d’électrons et atteint ainsi un duet, comme l’hélium. L’octet concerne notamment le chlore dans Cl2\mathrm{Cl_2}, pas l’hydrogène.

10. Quelle description correspond à la structure de Lewis de NH3\mathrm{NH_3} ?

L’azote forme trois liaisons avec l’hydrogène et possède un doublet non-liant
L’azote forme une liaison avec l’hydrogène et possède trois doublets non-liants
L’azote forme deux liaisons avec l’hydrogène et possède deux doublets non-liants
L’azote forme quatre liaisons avec l’hydrogène et ne possède aucun doublet non-liant

L’azote forme trois liaisons avec l’hydrogène et possède un doublet non-liant

Explication

Dans NH3\mathrm{NH_3}, l’azote établit trois liaisons avec les hydrogènes et conserve un doublet non-liant. Une structure comportant quatre liaisons ne laisse pas ce doublet sur l’azote.

11. Que cherche à prédire la théorie VSEPR, aussi appelée théorie de Gillespie ?

La géométrie des molécules en maximisant l’éloignement des paires électroniques
La masse des molécules en additionnant les masses atomiques relatives
La vitesse des réactions en étudiant les collisions entre molécules
La nature des isotopes en comparant leurs nombres de neutrons

La géométrie des molécules en maximisant l’éloignement des paires électroniques

Explication

La théorie VSEPR prévoit la géométrie moléculaire en éloignant au maximum les paires d’électrons autour de l’atome central. La notation de Lewis représente principalement les électrons et ne décrit pas directement leur arrangement spatial.

12. Quelle démarche permet d’appliquer correctement la théorie VSEPR à une espèce moléculaire ?

Compter les noyaux, repérer les charges, puis classer les atomes par masse croissante
Établir Lewis, compter X et E autour de A, puis déterminer la forme AXmEn
Mesurer les angles, identifier les isotopes, puis écrire la formule moléculaire globale
Dessiner les orbitales, calculer l’énergie, puis déduire la température d’ébullition

Établir Lewis, compter X et E autour de A, puis déterminer la forme AXmEn

Explication

La méthode VSEPR commence par la structure de Lewis, suivie du comptage des doublets liants X et non-liants E autour de l’atome central A. Dans la notation AXmEn, X désigne les doublets liants et E les doublets non-liants.

13. Pourquoi les doublets non-liants peuvent-ils réduire les angles de liaison autour d’un atome central ?

Ils forment des liaisons supplémentaires et augmentent la symétrie de la molécule
Ils sont plus proches des noyaux et attirent les liaisons vers l’extérieur de la molécule
Ils possèdent moins d’électrons et diminuent la répulsion entre les liaisons voisines
Ils occupent davantage d’espace que les doublets liants et repoussent plus fortement les liaisons

Ils occupent davantage d’espace que les doublets liants et repoussent plus fortement les liaisons

Explication

Les doublets non-liants occupent davantage d’espace autour de l’atome central et exercent donc une influence importante sur les angles de liaison. Ils ne constituent pas des liaisons supplémentaires entre l’atome central et d’autres atomes.

14. Quelle association entre notation VSEPR, géométrie et angle de liaison est correcte ?

AX4\mathrm{AX_4} est triangulaire à 120∘120^\circ, tandis que AX2\mathrm{AX_2} est coudée sous 109,5∘109{,}5^\circ
AX4\mathrm{AX_4} est linéaire à 180∘180^\circ, tandis que AX2\mathrm{AX_2} est tétraédrique à 109,5∘109{,}5^\circ
AX4\mathrm{AX_4} est tétraédrique à 109,5∘109{,}5^\circ, tandis que AX2\mathrm{AX_2} est linéaire à 180∘180^\circ
AX4\mathrm{AX_4} est coudée sous 109,5∘109{,}5^\circ, tandis que AX2\mathrm{AX_2} est triangulaire à 120∘120^\circ

$$\mathrm{AX_4}$$ est tétraédrique à $$109{,}5^\circ$$, tandis que $$\mathrm{AX_2}$$ est linéaire à $$180^\circ$$

Explication

La forme AX4\mathrm{AX_4} possède une géométrie tétraédrique et un angle idéal de 109,5∘109{,}5^\circ, alors que AX2\mathrm{AX_2} est linéaire avec un angle de 180∘180^\circ. Les angles de 120∘120^\circ correspondent à une disposition triangulaire telle que AX3\mathrm{AX_3}.

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Mémorisez les réponses avec 28 flashcards sur Des atomes aux molécules.

Qu'est-ce qu'une liaison covalente ?

La mise en commun de deux électrons entre deux atomes.

Pourquoi les atomes s'associent-ils ?

Pour atteindre la configuration électronique stable des gaz rares.

Quelle configuration stable vise l'hydrogène ?

Un duet électronique.

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