QCM : Liaison covalente et géométrie moléculaire (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Concernant les fondements quantiques de la liaison :

Le modèle quantique relie la liaison covalente aux orbitales atomiques de valence.
Deux atomes peuvent former une liaison covalente par recouvrement orbitalaire.
Les orbitales de valence intervenant dans ce modèle appartiennent aux deux atomes.
Le recouvrement d’orbitales atomiques de valence permet une liaison covalente.
La formation d’une liaison covalente repose sur une interaction entre orbitales atomiques.

Le modèle quantique relie la liaison covalente aux orbitales atomiques de valence. · Deux atomes peuvent former une liaison covalente par recouvrement orbitalaire. · Les orbitales de valence intervenant dans ce modèle appartiennent aux deux atomes. · Le recouvrement d’orbitales atomiques de valence permet une liaison covalente. · La formation d’une liaison covalente repose sur une interaction entre orbitales atomiques.

Explication

Le modèle quantique attribue la formation d’une liaison covalente au recouvrement des orbitales atomiques de valence de deux atomes. Les cinq formulations décrivent donc ce même principe fondamental.

2. Parmi les propositions suivantes concernant les orbitales des sous-couches ns et np, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une sous-couche np ne contient qu’une orbitale de forme sphérique.
La sous-couche ns comporte trois orbitales orientées selon trois axes.
Une orbitale ns possède une symétrie sphérique.
Une sous-couche np comprend trois orbitales orientées dans l’espace.
Les orbitales npx, npy et npz appartiennent à la même sous-couche np.

Une orbitale ns possède une symétrie sphérique. · Une sous-couche np comprend trois orbitales orientées dans l’espace. · Les orbitales npx, npy et npz appartiennent à la même sous-couche np.

Explication

La sous-couche np comporte les trois orbitales npx, npy et npz, orientées selon trois directions de l’espace. Une orbitale ns est sphérique et constitue l’unique orbitale de cette sous-couche ; les deux autres formulations inversent ces caractéristiques.

3. À propos des liaisons σ et π :

Une liaison π provient d’un recouvrement latéral perpendiculaire à l’axe internucléaire.
Une liaison π implique un recouvrement latéral des orbitales atomiques.
Une liaison π provient d’un recouvrement axial entre les noyaux.
Une liaison π est plus stable qu’une liaison σ en raison de son recouvrement latéral.
Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire.

Une liaison π provient d’un recouvrement latéral perpendiculaire à l’axe internucléaire. · Une liaison π implique un recouvrement latéral des orbitales atomiques. · Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire.

Explication

Le recouvrement axial selon l’axe internucléaire forme une liaison σ, tandis que le recouvrement latéral perpendiculaire à cet axe forme une liaison π. Une liaison π est plus fragile qu’une liaison σ, car son recouvrement latéral est moins fort. Ainsi, un recouvrement axial entre les noyaux ne forme pas une liaison π, et une liaison σ ne résulte pas d’un recouvrement latéral.

4. Concernant la composition des liaisons multiples, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Une liaison double contient deux liaisons π sans liaison σ.
Une liaison triple contient trois liaisons σ sans liaison π.
Une liaison double contient une liaison σ et une liaison π.
Une liaison triple contient une liaison σ et une liaison π.
Une liaison triple contient deux liaisons σ et une liaison π.

Une liaison double contient une liaison σ et une liaison π.

Explication

Une liaison multiple double est constituée d’une liaison σ et d’une liaison π. Une liaison triple comprend une liaison σ et deux liaisons π, ce qui rend incorrectes les autres compositions proposées.

5. Quelle est la principale différence entre une liaison sigma (σ) et une liaison pi (π) ?

Une liaison σ est plus fragile qu’une liaison π, car son recouvrement latéral est moins fort.
Une liaison π résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, tandis qu’une liaison σ résulte d’un recouvrement latéral.
Une liaison σ implique toujours deux orbitales p, alors que π implique une orbitale s et une p.
Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, tandis qu’une liaison π résulte d’un recouvrement latéral perpendiculaire à cet axe.

Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, tandis qu’une liaison π résulte d’un recouvrement latéral perpendiculaire à cet axe.

Explication

La liaison sigma résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, ce qui la rend généralement plus forte et plus stable que la liaison pi, qui résulte d’un recouvrement latéral. La différence principale réside dans leur orientation et leur mode de recouvrement.

6. Quelle est la formule de Lewis pour l’ion nitrite NO₂⁻, qui possède 18 électrons de valence ?

Une formule de Lewis avec une seule liaison N=O et une charge négative sur l’oxygène.
Deux formules mésomères équivalentes comportant une liaison N=O.
Une seule formule de Lewis avec une double liaison N=O et une charge formelle négative sur l’oxygène.
Une formule de Lewis avec deux liaisons simples N–O et une charge négative sur le nitrogène.

Deux formules mésomères équivalentes comportant une liaison N=O.

Explication

L’ion nitrite NO₂⁻ possède 18 électrons de valence, ce qui permet sa représentation par deux formules mésomères équivalentes avec une liaison N=O. La charge négative est délocalisée, ce qui explique la stabilité de ces formes.

7. Quel est le rôle principal de la règle de l’octet dans la stabilité des molécules ?

Elle sert à déterminer la charge formelle des atomes dans une molécule.
Elle indique que tous les atomes doivent avoir huit électrons dans leur couche externe pour former une liaison.
Elle permet de prédire la configuration électronique optimale des atomes en partageant huit électrons de valence.
Elle explique la formation de liaisons covalentes en fonction du nombre d’électrons de valence.

Elle permet de prédire la configuration électronique optimale des atomes en partageant huit électrons de valence.

Explication

La règle de l’octet sert à prédire que les atomes cherchent à entourer leur noyau de huit électrons pour atteindre une configuration stable. Contrairement à cela, certains éléments comme le bore ou l’aluminium ne respectent pas toujours cette règle, ce qui montre ses limites.

8. En quoi la géométrie VSEPR diffère-t-elle de la simple description de la liaison entre deux atomes ?

La géométrie VSEPR décrit la disposition des doublets d’électrons autour de l’atome central, tandis que la liaison concerne uniquement la connexion entre deux atomes.
La géométrie VSEPR est une approximation basée sur la répulsion des électrons, alors que la liaison est une interaction électromagnétique entre noyaux.
La géométrie VSEPR concerne la forme globale de la molécule, alors que la liaison se limite à la nature de la liaison (sigma ou pi).
La géométrie VSEPR ne prend en compte que les doublets non liants, alors que la liaison concerne uniquement les liaisons covalentes.

La géométrie VSEPR décrit la disposition des doublets d’électrons autour de l’atome central, tandis que la liaison concerne uniquement la connexion entre deux atomes.

Explication

La géométrie VSEPR modélise la disposition des paires d’électrons autour de l’atome central pour déterminer la forme moléculaire, alors que la liaison décrit la nature de la connexion entre deux atomes. La différence réside donc dans l’échelle et l’aspect considéré, la géométrie étant une description spatiale globale.

9. Quelle est la principale conséquence de la différence de recouvrement entre une liaison sigma (σ) et une liaison pi (π) sur leur stabilité respective ?

La stabilité des liaisons dépend uniquement de la nature des atomes impliqués, pas du type de recouvrement.
La liaison sigma est généralement plus stable que la liaison pi en raison de son recouvrement axial plus fort.
La liaison pi est plus stable que la liaison sigma car son recouvrement latéral est plus efficace.
Les liaisons sigma et pi ont une stabilité équivalente, car leur recouvrement dépend uniquement de la distance internucléaire.

La liaison sigma est généralement plus stable que la liaison pi en raison de son recouvrement axial plus fort.

Explication

La liaison sigma est généralement plus stable que la liaison pi car son recouvrement axial est plus fort, ce qui renforce la liaison. La liaison pi, avec son recouvrement latéral, est plus fragile, ce qui explique sa moindre stabilité.

10. Comment appliquer le modèle VSEPR pour prédire la géométrie d'une molécule à partir de sa formule de Lewis ?

En analysant la charge formelle de chaque atome, puis en appliquant la règle de l'hypervalence.
En écrivant la formule de Lewis, en exprimant la formule AXₚE_q, en calculant n=p+q, puis en déduisant la géométrie des doublets.
En comptant uniquement le nombre d'atomes liés à l'atome central, sans considérer les doublets non liants.
En déterminant la polarité de la molécule, puis en utilisant la règle de l'octet pour prédire la forme.

En écrivant la formule de Lewis, en exprimant la formule AXₚE_q, en calculant n=p+q, puis en déduisant la géométrie des doublets.

Explication

L'application du modèle VSEPR consiste à écrire la formule de Lewis, à la mettre sous la forme AXₚE_q, puis à calculer n=p+q pour déduire la géométrie. La méthode ne se limite pas à compter les atomes ou à analyser la polarité, mais repose sur cette étape clé.

11. Quelle caractéristique principale distingue une liaison sigma (σ) d'une liaison pi (π) dans la formation de la liaison covalente ?

La liaison sigma ne peut pas être multiple, contrairement à la liaison pi.
La liaison sigma est plus fragile que la liaison pi, car son recouvrement est moins fort.
La liaison pi résulte d’un recouvrement axial, alors que la sigma résulte d’un recouvrement latéral.
La liaison sigma résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, tandis que la liaison pi résulte d’un recouvrement latéral perpendiculaire à cet axe.

La liaison sigma résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, tandis que la liaison pi résulte d’un recouvrement latéral perpendiculaire à cet axe.

Explication

Une liaison sigma résulte d’un recouvrement axial selon l’axe internucléaire, ce qui lui confère une plus grande stabilité, tandis que la liaison pi résulte d’un recouvrement latéral, moins robuste. La liaison sigma est également présente dans toutes les liaisons multiples, contrairement à la pi.

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Qu'est-ce que permet le recouvrement des orbitales atomiques de valence ?

La formation d’une liaison covalente dans le modèle quantique.

Quelle est la différence entre une liaison σ et une liaison π ?

Une liaison σ résulte d'un recouvrement axial, une liaison π d'un recouvrement latéral.

Que contient une liaison multiple triple en termes de liaisons σ et π ?

Une liaison multiple triple contient une liaison σ et deux liaisons π.

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