QCM : Forces intermoléculaires (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle fonction les forces intermoléculaires attractives remplissent-elles dans les phases condensées ?

Elles provoquent l’agitation thermique des molécules.
Elles désorganisent la matière en phase condensée.
Elles assurent la stabilité covalente d’une molécule.
Elles contribuent à la cohésion de la matière.

Elles contribuent à la cohésion de la matière.

Explication

Les forces intermoléculaires sont attractives et contribuent à maintenir la cohésion de la matière dans les phases condensées. La stabilité covalente concerne les liaisons au sein d’une molécule, tandis que la désorganisation et l’agitation relèvent de l’effet thermique.

2. Un échantillon est chauffé sans changement de composition : quel effet l’augmentation de température a-t-elle sur l’agitation thermique et son influence sur l’état physique ?

Elle accroît l’effet désorganisant de l’agitation, mais l’état physique dépend des forces intermoléculaires seules.
Elle accroît les forces attractives, qui déterminent l’état physique indépendamment de l’agitation.
Elle accroît l’effet désorganisant de l’agitation, dont l’intensité relative aux forces intermoléculaires contribue à déterminer l’état physique.
Elle réduit l’effet désorganisant de l’agitation, dont l’intensité relative aux forces intermoléculaires contribue à déterminer l’état physique.

Elle accroît l’effet désorganisant de l’agitation, dont l’intensité relative aux forces intermoléculaires contribue à déterminer l’état physique.

Explication

L’agitation thermique a un effet désorganisant qui augmente avec la température, et l’état physique dépend de son intensité relative à celle des forces intermoléculaires. Réduire cet effet inverse la relation; ignorer l’un des deux facteurs ou confondre agitation et attraction omet le principe.

3. Dans une molécule diatomique, les barycentres des charges positives et négatives sont distincts : quelle propriété en découle ?

Une liaison covalente qui disparaît.
Un moment dipolaire de liaison qui se compense.
Une molécule dépourvue de moment dipolaire.
Un moment dipolaire permanent.

Un moment dipolaire permanent.

Explication

Dans une molécule diatomique, la non-coïncidence des barycentres des charges positives et négatives caractérise un moment dipolaire permanent. L’absence de dipôle nie cette dissymétrie, la compensation concerne des liaisons dans une molécule polyatomique, et un moment dipolaire n’implique pas la disparition d’une liaison.

4. Une molécule polyatomique possède des liaisons covalentes polaires disposées symétriquement : quelle conclusion peut-on tirer sur son moment dipolaire global ?

Il est nécessairement non nul dès qu’une liaison est polaire.
Il est déterminé par la dissymétrie des barycentres d’une liaison diatomique.
Il peut être nul si les moments dipolaires de liaison se compensent.
Il est nul parce que les liaisons covalentes ne sont pas polaires.

Il peut être nul si les moments dipolaires de liaison se compensent.

Explication

Dans une molécule polyatomique, la symétrie peut faire se compenser les moments dipolaires des liaisons polaires et produire un moment global nul. Le caractère polaire d’une liaison ne suffit donc pas à imposer un dipôle global; une compensation ne signifie pas que les liaisons sont apolaires, et le critère des barycentres cité concerne les molécules diatomiques.

5. Que représente l’énergie potentielle minimale E0E_0 lorsque deux molécules interagissent ?

L’énergie de liaison associée à leur interaction
L’énergie cinétique moyenne de leur agitation moléculaire
La force répulsive à leur distance de séparation minimale
La valeur de l’énergie potentielle à distance infinie

L’énergie de liaison associée à leur interaction

Explication

Le minimum de l’énergie potentielle correspond à l’énergie de liaison liée à l’interaction entre les molécules. La valeur conventionnelle à distance infinie est fixée à zéro, et non égale au minimum d’énergie.

6. Pour deux ions séparés par une distance donnée, de quoi l’intensité de la force électrostatique dépend-elle selon la loi de Coulomb ?

Du produit de leurs charges et de l’inverse de leur distance
De la différence de leurs charges et du carré de leur distance
De la somme de leurs charges et de l’inverse de leur distance
Du produit de leurs charges et de l’inverse du carré de leur distance

Du produit de leurs charges et de l’inverse du carré de leur distance

Explication

La loi de Coulomb relie l’intensité de la force au produit des charges et à l’inverse du carré de la distance qui les sépare. L’inverse simple de la distance caractérise la dépendance de l’énergie potentielle électrostatique, et non celle de l’intensité de la force.

7. Quel rôle joue l’orientation des molécules d’eau polaires autour d’un ion dans une solution aqueuse ?

Elle contribue à la solvatation de l’ion par des interactions ion-dipôle.
Elle empêche l’eau d’interagir avec les autres ions de la solution.
Elle transforme l’ion en molécule neutre par transfert de charge.
Elle provoque la formation de liaisons covalentes entre l’ion et l’eau.

Elle contribue à la solvatation de l’ion par des interactions ion-dipôle.

Explication

Le champ électrique de l’ion oriente les molécules d’eau polaires autour de lui, et ces interactions ion-dipôle participent à sa solvatation. La présence de ces interactions ne neutralise pas l’ion par transfert de charge.

8. Quand l’orientation des molécules polaires par les forces de Keesom devient-elle moins marquée ?

Lorsque la température augmente et que l’agitation thermique désorganise leur orientation
Lorsque des dipôles permanents sont remplacés par des dipôles induits
Lorsque des molécules non polaires s’éloignent les unes des autres
Lorsque la température diminue et que l’énergie cinétique moyenne augmente

Lorsque la température augmente et que l’agitation thermique désorganise leur orientation

Explication

Une hausse de température accroît l’énergie cinétique moyenne et atténue l’orientation des molécules polaires sous l’effet des forces de Keesom. Une baisse de température ne renforce pas l’agitation thermique, contrairement à ce que suggère une autre proposition.

9. En quoi les forces de dispersion se distinguent-elles des interactions de Keesom et de Debye quant aux molécules qu’elles peuvent concerner ?

Elles concernent les molécules à nombreux électrons, tandis que Keesom et Debye dépendent de leur géométrie.
Elles concernent les molécules polaires, tandis que Keesom et Debye caractérisent les molécules non polaires.
Elles concernent toutes les molécules, tandis que Keesom et Debye s’ajoutent aux forces de dispersion dans les molécules polaires.
Elles concernent les molécules non polaires, tandis que Keesom et Debye agissent dans toutes les molécules.

Elles concernent toutes les molécules, tandis que Keesom et Debye s’ajoutent aux forces de dispersion dans les molécules polaires.

Explication

Les fluctuations électroniques produisent des forces de dispersion dans les molécules polaires comme non polaires; les interactions de Keesom et de Debye viennent s’y ajouter dans les molécules polaires. Keesom et Debye ne sont donc pas les interactions qui caractérisent toutes les molécules, contrairement à la dispersion.

10. Pourquoi les liaisons hydrogène contribuent-elles à stabiliser certaines conformations des macromolécules biologiques ?

Elles rompent les liaisons covalentes du squelette et permettent aux chaînes de se replier librement.
Elles relient des groupes de la macromolécule et favorisent des arrangements comme les hélices α et les feuillets β.
Elles augmentent la répulsion entre les atomes du squelette et maintiennent les chaînes sous forme étendue.
Elles neutralisent les charges des chaînes latérales et empêchent la formation de structures secondaires.

Elles relient des groupes de la macromolécule et favorisent des arrangements comme les hélices α et les feuillets β.

Explication

Ces interactions peuvent relier différentes parties d’une macromolécule et participer à la stabilisation de structures telles que les hélices α et les feuillets β. La rupture des liaisons covalentes n’est pas leur rôle : elles contribuent à l’organisation sans remplacer les liaisons covalentes du squelette.

11. Pour déterminer si une substance reste liquide lorsqu’on la chauffe, quels facteurs faut-il comparer pour prévoir son état physique ?

La vitesse des molécules et leur capacité à former des ions
La stabilité des liaisons intramoléculaires et la pression externe
La polarité des liaisons covalentes et la masse des molécules
L’intensité des forces intermoléculaires et l’agitation thermique

L’intensité des forces intermoléculaires et l’agitation thermique

Explication

L’état physique dépend de l’équilibre entre la cohésion due aux forces intermoléculaires et l’effet désorganisant de l’agitation thermique, qui augmente avec la température. La stabilité des liaisons intramoléculaires concerne plutôt la structure des molécules que la cohésion entre elles.

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Quel rôle les forces intermoléculaires jouent-elles dans les phases condensées ?

Elles contribuent à la cohésion de la matière.

Qu’est-ce qui caractérise un moment dipolaire permanent dans une molécule diatomique ?

Les barycentres des charges positives et négatives ne coïncident pas.

Au-dessus de 0 K, quel mouvement anime les constituants de la matière ?

Un mouvement d’agitation moléculaire aléatoire.

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