QCM : Interactions intermoléculaires (19 questions)

Question 1

1. Quelle origine explique les interactions intermoléculaires dans le modèle électrostatique ?

Les interactions entre noyaux positifs de molécules différentes

Les interactions entre noyaux positifs et électrons négatifs des molécules

Les interactions entre électrons négatifs de molécules différentes

Les liaisons covalentes entre atomes de molécules différentes

Explication

Les interactions intermoléculaires sont électrostatiques et résultent des attractions et répulsions entre noyaux positifs et électrons négatifs. Les liaisons covalentes concernent la cohésion interne des molécules, tandis que les noyaux seuls ou les électrons seuls ne décrivent pas l’ensemble des contributions.

Answer

Les interactions entre noyaux positifs et électrons négatifs des molécules

Question 2

2. Pour construire un modèle électrostatique, une équipe doit représenter une molécule chargée, une molécule neutre dipolaire et une molécule neutre apolaire. Quelle série de représentations convient ?

Charge totale ; plusieurs charges fractionnaires formant un multipôle ; deux charges fractionnaires opposées

Deux charges fractionnaires opposées ; charge totale ; plusieurs charges fractionnaires formant un multipôle

Charge totale ; deux charges fractionnaires opposées ; plusieurs charges fractionnaires formant un multipôle

Charge totale ; deux charges fractionnaires opposées ; une charge ponctuelle nulle

Explication

Une molécule chargée se représente par sa charge totale, une molécule neutre dipolaire par deux charges fractionnaires opposées, et une molécule neutre apolaire par un multipôle. L’échange entre dipôle et multipôle inverse la distinction, tandis qu’un dipôle ou une charge totale ne correspond pas aux deux autres cas.

Answer

Charge totale ; deux charges fractionnaires opposées ; plusieurs charges fractionnaires formant un multipôle

Question 3

3. Deux charges ponctuelles de signes opposés sont séparées par une distance $R$ . Quelle expression donne leur énergie d’interaction électrostatique ?

V_{cc}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{R^2}

V_{cc}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{1}{R}

V_{cc}(R)=-\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{R}

V_{cc}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{R}

Explication

L’énergie charge-charge est proportionnelle au produit $q_1q_2$ et inversement proportionnelle à la distance $R$ . Le dénominateur en $R^2$ confond cette loi avec une autre dépendance, l’omission des charges retire le facteur déterminant, et le signe supplémentaire inverse la loi donnée.

Answer

$$V_{cc}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{R}$$

Question 4

4. Une charge ponctuelle interagit avec un dipôle orienté selon un angle $\theta$ par rapport à la direction considérée. Quelle expression décrit l’énergie de cette interaction ?

V_{cd}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q\mu\cos\theta}{R}

V_{cd}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q\mu}{R^2}

V_{cd}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q aissance\theta}{R^2}

V_{cd}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q\mu\cos\theta}{R^2}

Explication

L’énergie charge-dipôle dépend de la charge, du moment dipolaire, de l’orientation par $\cos\theta$ et de l’inverse du carré de la distance. Supprimer le cosinus ignore l’orientation, tandis que les autres expressions modifient la dépendance en distance ou ne donnent pas le facteur angulaire requis.

Answer

$$V_{cd}(R)=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q\mu\cos\theta}{R^2}$$

Question 5

5. Comment définit-on la polarisabilité d’une molécule ?

La capacité de son champ électrique à déformer les nuages des molécules voisines

La capacité de son nuage électronique à se déformer sous l’effet d’un champ électrique externe

La valeur de son moment dipolaire permanent en l’absence de champ externe

La valeur de sa charge nette lorsque son nuage électronique se déforme

Explication

La polarisabilité caractérise la déformation du nuage électronique sous l’action d’un champ électrique externe. Le moment dipolaire permanent est une autre propriété, tandis que l’intensité du champ et la charge nette ne définissent pas la polarisabilité.

Answer

La capacité de son nuage électronique à se déformer sous l’effet d’un champ électrique externe

Question 6

6. Dans une molécule, une polarisabilité de $2{,}0\times10^{-30}$ et un champ électrique de $3{,}0\times10^{5}$ donnent quel moment dipolaire induit selon $\vec{\mu}_i=\alpha\vec{E}$ ?

1{,}5\times10^{-36}

dans la direction du champ

6{,}0\times10^{-25}

dans la direction du champ

5{,}0\times10^{-25}

dans la direction du champ

6{,}0\times10^{-30}

dans la direction du champ

Explication

Le moment induit est le produit de la polarisabilité par le champ : $2{,}0\times10^{-30}\times3{,}0\times10^{5}=6{,}0\times10^{-25}$ , dans la direction du champ. Le résultat $1{,}5\times10^{-36}$ vient de l’inversion du produit, et les autres valeurs résultent d’une opération ou d’un calcul de puissance erroné.

Answer

$$6{,}0\times10^{-25}$$ dans la direction du champ

Question 7

7. Une molécule polaire approche une molécule neutre non polaire, dont le nuage électronique se déforme sous l’effet du dipôle permanent. Quel type d’interaction se forme ?

Une interaction de Keesom entre deux dipôles permanents

Une interaction de Debye entre dipôle permanent et dipôle induit

Une interaction charge-dipôle entre une charge et un dipôle induit

Une interaction de London entre dipôles instantanés et induits

Explication

L’interaction de Debye associe un dipôle permanent à un dipôle induit dans une molécule non polaire. Keesom concerne deux dipôles permanents, London découle de fluctuations électroniques et l’interaction charge-dipôle induit implique une charge.

Answer

Une interaction de Debye entre dipôle permanent et dipôle induit

Question 8

8. Dans deux molécules non polaires, quelle origine explique une interaction de dispersion de London ?

Des dipôles instantanés dus aux fluctuations électroniques induisent des dipôles voisins

Un dipôle permanent déforme le nuage électronique de la molécule voisine

Une charge externe déforme le nuage électronique de chaque molécule

Des dipôles permanents s’orientent l’un par rapport à l’autre

Explication

Les fluctuations électroniques créent des dipôles instantanés, qui induisent à leur tour des dipôles dans les molécules voisines. Les dipôles permanents correspondent à Keesom, tandis que l’action d’une charge ou d’un dipôle permanent relève d’autres mécanismes d’induction.

Answer

Des dipôles instantanés dus aux fluctuations électroniques induisent des dipôles voisins

Question 9

9. Pour deux molécules séparées par une distance $R$ , quelle dépendance décrit l’énergie attractive totale de van der Waals, issue des contributions de Keesom, Debye et London ?

Une énergie proportionnelle à

-\frac{\kappa_A}{R^7}

Une énergie proportionnelle à

\frac{\kappa_A}{R^6}

Une énergie proportionnelle à

\frac{\kappa_R}{R^{12}}

Une énergie proportionnelle à

-\frac{\kappa_A}{R^6}

Explication

L’énergie attractive est la somme des énergies de Keesom, Debye et London et varie comme $-\kappa_A/R^6$ . La dépendance en $1/R^7$ caractérise la force attractive, tandis que le terme positif en $1/R^{12}$ décrit la répulsion de Pauli.

Answer

Une énergie proportionnelle à $$-\frac{\kappa_A}{R^6}$$

Question 10

10. Deux molécules sont rapprochées jusqu’à très courte distance : quelle dépendance décrit alors l’énergie répulsive de Pauli ?

Une énergie proportionnelle à

\frac{\kappa_R}{R^{12}}

Une énergie proportionnelle à

-\frac{\kappa_A}{R^7}

Une énergie proportionnelle à

\frac{\kappa_R}{R^6}

Une énergie proportionnelle à

-\frac{\kappa_A}{R^6}

Explication

À très courte distance, la répulsion de Pauli varie comme $\kappa_R/R^{12}$ . Le terme en $-1/R^6$ est l’énergie attractive, le terme en $1/R^6$ a une puissance incorrecte pour la répulsion et celui en $-1/R^7$ ne décrit pas l’énergie de Pauli.

Answer

Une énergie proportionnelle à $$\frac{\kappa_R}{R^{12}}$$

Question 11

11. Pour modéliser l’énergie potentielle totale de deux molécules, quelle expression combine correctement leur répulsion à courte distance et leur attraction de van der Waals ?

V_{Total}\propto-\frac{\kappa_A}{R^6}

V_{Total}\propto\frac{\kappa_R}{R^{12}}-\frac{\kappa_A}{R^6}

V_{Total}\propto\frac{\kappa_A}{R^{12}}-\frac{\kappa_R}{R^6}

V_{Total}\propto\frac{\kappa_R}{R^{12}}

Explication

L’énergie totale est la somme du terme répulsif positif en $\kappa_R/R^{12}$ et du terme attractif négatif en $-\kappa_A/R^6$ . Inverser les coefficients attribue aux interactions la mauvaise dépendance, tandis que les deux expressions à un seul terme omettent une contribution.

Answer

$$V_{Total}\propto\frac{\kappa_R}{R^{12}}-\frac{\kappa_A}{R^6}$$

Question 12

12. En chauffant une substance solide jusqu’à l’état liquide puis gazeux, quel ordre décrit l’intensité des interactions intermoléculaires entre ces trois états ?

Gaz, puis liquide, puis solide, de la plus forte à la plus faible

Liquide, puis solide, puis gaz, de la plus forte à la plus faible

Solide, puis liquide, puis gaz, de la plus forte à la plus faible

Solide, puis gaz, puis liquide, de la plus forte à la plus faible

Explication

Le changement d’état demande de vaincre des interactions fortes dans le solide, plus faibles dans le liquide et très faibles dans le gaz. L’ordre « liquide, solide, gaz » inverse les deux premiers états, « gaz, liquide, solide » inverse l’ensemble, et « solide, gaz, liquide » place à tort le liquide après le gaz.

Answer

Solide, puis liquide, puis gaz, de la plus forte à la plus faible

Question 13

13. Deux molécules semblables ne diffèrent que par leur volume, et l’une est plus volumineuse. Quelle conséquence attend-on pour cette dernière ?

Une polarisabilité accrue et des interactions de London renforcées

Une polarité permanente réduite et des interactions de Keesom affaiblies

Une polarité permanente accrue et des interactions de Keesom renforcées

Une polarisabilité réduite et des interactions de London affaiblies

Explication

Une molécule plus volumineuse est plus polarisable, ce qui renforce ses interactions de London. L’option sur la polarité permanente confond polarisabilité et interactions dipôle-dipôle, tandis que les deux autres inversent l’effet attendu du volume.

Answer

Une polarisabilité accrue et des interactions de London renforcées

Question 14

14. Dans un liquide, des molécules forment des liaisons hydrogène; dans un gaz, des molécules en forment des agrégats. Quelle caractéristique explique ces deux observations ?

Les interactions de London sont les plus fortes et assurent la cohésion des phases condensées

La liaison hydrogène est une liaison covalente qui assemble les molécules dans toutes les phases

La liaison hydrogène est l’interaction intermoléculaire la plus forte et contribue à la cohésion des phases condensées comme aux agrégats gazeux

La liaison hydrogène contribue à la cohésion des phases condensées, mais pas aux agrégats gazeux

Explication

La liaison hydrogène est la plus forte des interactions intermoléculaires; elle participe à la cohésion des phases condensées et à la formation d’agrégats gazeux. La qualifier de covalente confond deux types de liaison, attribuer ce rôle aux forces de London méconnaît leur intensité relative, et exclure les agrégats gazeux omet son rôle dans le gaz.

Answer

La liaison hydrogène est l’interaction intermoléculaire la plus forte et contribue à la cohésion des phases condensées comme aux agrégats gazeux

Question 15

15. En examinant plusieurs composés, dans lequel s’attend-on principalement à rencontrer des liaisons hydrogène ?

Un composé comportant une liaison O–C

Un composé comportant une liaison N–H

Un composé comportant une liaison C–H

Un composé comportant une liaison N≡N

Explication

Les liaisons hydrogène se rencontrent principalement dans les composés qui comportent une liaison F–H, O–H ou N–H. C–H et O–C ne sont pas ces motifs, et N≡N ne comporte pas d’hydrogène lié à l’azote.

Answer

Un composé comportant une liaison N–H

Question 16

16. Une équipe compare trois interactions dans une molécule : une liaison covalente, une liaison hydrogène et une interaction de van der Waals. Quel classement de leurs énergies est attendu ?

Liaison hydrogène, puis liaison covalente, puis interaction de van der Waals

Liaison covalente, puis liaison hydrogène, puis interaction de van der Waals

Liaison covalente, puis interaction de van der Waals, puis liaison hydrogène

Interaction de van der Waals, puis liaison covalente, puis liaison hydrogène

Explication

L’énergie d’une liaison hydrogène est de quelques dizaines de kJ/mol : environ dix fois inférieure à celle d’une liaison covalente, mais supérieure à celle d’une interaction de van der Waals. Placer la liaison hydrogène au-dessus de la covalente inverse leur intensité, tandis que les autres classements placent à tort les interactions de van der Waals au-dessus d’elle.

Answer

Liaison covalente, puis liaison hydrogène, puis interaction de van der Waals

Question 17

17. Dans une molécule, un groupe donneur et un groupe accepteur de liaison hydrogène sont disposés de façon à interagir sans faire intervenir une autre molécule. Comment qualifie-t-on cette liaison ?

Covalente

Intermoléculaire

De van der Waals

Intramoléculaire

Explication

Une liaison hydrogène est intramoléculaire lorsqu’elle se forme au sein d’une même molécule. « Intermoléculaire » désigne une interaction entre molécules, tandis que les deux autres termes désignent d’autres types de liaison ou d’interaction.

Answer

Intramoléculaire

Question 18

18. Deux molécules ayant des moments dipolaires permanents de modules $\mu_1$ et $\mu_2$ interagissent dans un liquide à la température $T$ et à la distance $R$ . Quelle expression donne leur énergie moyenne de Keesom ?

-\left(\frac{\mu_1\mu_2}{4\pi\varepsilon_0}\right)^2\frac{1}{3kTR^4}

-\left(\frac{\mu_1\mu_2}{4\pi\varepsilon_0}\right)^2\frac{1}{6kTR^6}

-\left(\frac{\mu_1\mu_2}{4\pi\varepsilon_0}\right)^2\frac{1}{3kR^6}

-\left(\frac{\mu_1\mu_2}{4\pi\varepsilon_0}\right)^2\frac{1}{3kTR^6}

Explication

La moyenne thermique de Keesom pour deux dipôles permanents varie comme $1/(TR^6)$ et comporte le facteur $1/3$ . L’exposant $R^4$ relève de la moyenne charge-dipôle, l’absence de $T$ omet l’effet thermique, et le facteur $1/6$ appartient à cette autre interaction.

Answer

$$-\left(\frac{\mu_1\mu_2}{4\pi\varepsilon_0}\right)^2\frac{1}{3kTR^6}$$

Question 19

19. Une molécule polaire de moment $\mu_1$ se trouve près d’une molécule neutre non polaire de polarisabilité $\alpha_2$ , à une distance $R$ . Quelle énergie décrit leur interaction d’induction de Debye ?

-\frac{1}{(4\pi\varepsilon_0)^2}\frac{\mu_1\alpha_2}{R^6}

-\frac{1}{(4\pi\varepsilon_0)^2}\frac{\mu_1^2\alpha_2}{R^6}

-\frac{1}{(4\pi\varepsilon_0)^2}\frac{\mu_1^2\alpha_2}{kTR^6}

-\frac{1}{(4\pi\varepsilon_0)^2}\frac{q^2\alpha_2}{2R^4}

Explication

L’interaction de Debye correspond à l’induction d’un dipôle dans une molécule polarisable par une molécule polaire; son énergie est proportionnelle à $\mu_1^2\alpha_2/R^6$ . La formule en $q^2/R^4$ décrit l’induction charge-dipôle, le moment doit être au carré, et cette énergie ne comporte pas le facteur thermique $1/(kT)$ .

Answer

$$-\frac{1}{(4\pi\varepsilon_0)^2}\frac{\mu_1^2\alpha_2}{R^6}$$

QCM : Interactions intermoléculaires (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle origine explique les interactions intermoléculaires dans le modèle électrostatique ?

2. Pour construire un modèle électrostatique, une équipe doit représenter une molécule chargée, une molécule neutre dipolaire et une molécule neutre apolaire. Quelle série de représentations convient ?

3. Deux charges ponctuelles de signes opposés sont séparées par une distance $R$ . Quelle expression donne leur énergie d’interaction électrostatique ?

4. Une charge ponctuelle interagit avec un dipôle orienté selon un angle $\theta$ par rapport à la direction considérée. Quelle expression décrit l’énergie de cette interaction ?

5. Comment définit-on la polarisabilité d’une molécule ?

6. Dans une molécule, une polarisabilité de $2{,}0\times10^{-30}$ et un champ électrique de $3{,}0\times10^{5}$ donnent quel moment dipolaire induit selon $\vec{\mu}_i=\alpha\vec{E}$ ?

7. Une molécule polaire approche une molécule neutre non polaire, dont le nuage électronique se déforme sous l’effet du dipôle permanent. Quel type d’interaction se forme ?

8. Dans deux molécules non polaires, quelle origine explique une interaction de dispersion de London ?

9. Pour deux molécules séparées par une distance $R$ , quelle dépendance décrit l’énergie attractive totale de van der Waals, issue des contributions de Keesom, Debye et London ?

10. Deux molécules sont rapprochées jusqu’à très courte distance : quelle dépendance décrit alors l’énergie répulsive de Pauli ?

11. Pour modéliser l’énergie potentielle totale de deux molécules, quelle expression combine correctement leur répulsion à courte distance et leur attraction de van der Waals ?

12. En chauffant une substance solide jusqu’à l’état liquide puis gazeux, quel ordre décrit l’intensité des interactions intermoléculaires entre ces trois états ?

13. Deux molécules semblables ne diffèrent que par leur volume, et l’une est plus volumineuse. Quelle conséquence attend-on pour cette dernière ?

14. Dans un liquide, des molécules forment des liaisons hydrogène; dans un gaz, des molécules en forment des agrégats. Quelle caractéristique explique ces deux observations ?

15. En examinant plusieurs composés, dans lequel s’attend-on principalement à rencontrer des liaisons hydrogène ?

16. Une équipe compare trois interactions dans une molécule : une liaison covalente, une liaison hydrogène et une interaction de van der Waals. Quel classement de leurs énergies est attendu ?

17. Dans une molécule, un groupe donneur et un groupe accepteur de liaison hydrogène sont disposés de façon à interagir sans faire intervenir une autre molécule. Comment qualifie-t-on cette liaison ?

18. Deux molécules ayant des moments dipolaires permanents de modules $\mu_1$ et $\mu_2$ interagissent dans un liquide à la température $T$ et à la distance $R$ . Quelle expression donne leur énergie moyenne de Keesom ?

19. Une molécule polaire de moment $\mu_1$ se trouve près d’une molécule neutre non polaire de polarisabilité $\alpha_2$ , à une distance $R$ . Quelle énergie décrit leur interaction d’induction de Debye ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

EPS entre normes et controverses

Dilution et dosage par étalonnage

La mole et les concentrations

État, pouvoir et légitimité

Organisation tissulaire et cellules spécialisées

Addition des nombres relatifs

Crée tes propres QCM

QCM : Interactions intermoléculaires (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle origine explique les interactions intermoléculaires dans le modèle électrostatique ?

2. Pour construire un modèle électrostatique, une équipe doit représenter une molécule chargée, une molécule neutre dipolaire et une molécule neutre apolaire. Quelle série de représentations convient ?

3. Deux charges ponctuelles de signes opposés sont séparées par une distance RRR. Quelle expression donne leur énergie d’interaction électrostatique ?

4. Une charge ponctuelle interagit avec un dipôle orienté selon un angle θ\thetaθ par rapport à la direction considérée. Quelle expression décrit l’énergie de cette interaction ?

5. Comment définit-on la polarisabilité d’une molécule ?

6. Dans une molécule, une polarisabilité de 2,0×10−302{,}0\times10^{-30}2,0×10−30 et un champ électrique de 3,0×1053{,}0\times10^{5}3,0×105 donnent quel moment dipolaire induit selon μ⃗i=αE⃗\vec{\mu}_i=\alpha\vec{E}μ​i​=αE ?

7. Une molécule polaire approche une molécule neutre non polaire, dont le nuage électronique se déforme sous l’effet du dipôle permanent. Quel type d’interaction se forme ?

8. Dans deux molécules non polaires, quelle origine explique une interaction de dispersion de London ?

9. Pour deux molécules séparées par une distance RRR, quelle dépendance décrit l’énergie attractive totale de van der Waals, issue des contributions de Keesom, Debye et London ?

10. Deux molécules sont rapprochées jusqu’à très courte distance : quelle dépendance décrit alors l’énergie répulsive de Pauli ?

11. Pour modéliser l’énergie potentielle totale de deux molécules, quelle expression combine correctement leur répulsion à courte distance et leur attraction de van der Waals ?

12. En chauffant une substance solide jusqu’à l’état liquide puis gazeux, quel ordre décrit l’intensité des interactions intermoléculaires entre ces trois états ?

13. Deux molécules semblables ne diffèrent que par leur volume, et l’une est plus volumineuse. Quelle conséquence attend-on pour cette dernière ?

14. Dans un liquide, des molécules forment des liaisons hydrogène; dans un gaz, des molécules en forment des agrégats. Quelle caractéristique explique ces deux observations ?

15. En examinant plusieurs composés, dans lequel s’attend-on principalement à rencontrer des liaisons hydrogène ?

16. Une équipe compare trois interactions dans une molécule : une liaison covalente, une liaison hydrogène et une interaction de van der Waals. Quel classement de leurs énergies est attendu ?

17. Dans une molécule, un groupe donneur et un groupe accepteur de liaison hydrogène sont disposés de façon à interagir sans faire intervenir une autre molécule. Comment qualifie-t-on cette liaison ?

18. Deux molécules ayant des moments dipolaires permanents de modules μ1\mu_1μ1​ et μ2\mu_2μ2​ interagissent dans un liquide à la température TTT et à la distance RRR. Quelle expression donne leur énergie moyenne de Keesom ?

19. Une molécule polaire de moment μ1\mu_1μ1​ se trouve près d’une molécule neutre non polaire de polarisabilité α2\alpha_2α2​, à une distance RRR. Quelle énergie décrit leur interaction d’induction de Debye ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

EPS entre normes et controverses

Dilution et dosage par étalonnage

La mole et les concentrations

État, pouvoir et légitimité

Organisation tissulaire et cellules spécialisées

Addition des nombres relatifs

Crée tes propres QCM

3. Deux charges ponctuelles de signes opposés sont séparées par une distance $R$ . Quelle expression donne leur énergie d’interaction électrostatique ?

4. Une charge ponctuelle interagit avec un dipôle orienté selon un angle $\theta$ par rapport à la direction considérée. Quelle expression décrit l’énergie de cette interaction ?

6. Dans une molécule, une polarisabilité de $2{,}0\times10^{-30}$ et un champ électrique de $3{,}0\times10^{5}$ donnent quel moment dipolaire induit selon $\vec{\mu}_i=\alpha\vec{E}$ ?

9. Pour deux molécules séparées par une distance $R$ , quelle dépendance décrit l’énergie attractive totale de van der Waals, issue des contributions de Keesom, Debye et London ?

18. Deux molécules ayant des moments dipolaires permanents de modules $\mu_1$ et $\mu_2$ interagissent dans un liquide à la température $T$ et à la distance $R$ . Quelle expression donne leur énergie moyenne de Keesom ?

19. Une molécule polaire de moment $\mu_1$ se trouve près d’une molécule neutre non polaire de polarisabilité $\alpha_2$ , à une distance $R$ . Quelle énergie décrit leur interaction d’induction de Debye ?