QCM : Liaisons chimiques et effets électroniques (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un atome central présente cinq domaines électroniques autour de lui. Quelle géométrie VSEPR est associée à ce nombre de domaines ?

Un octaèdre
Un tétraèdre
Une géométrie trigonale plane
Une bipyramide trigonale

Une bipyramide trigonale

Explication

La correspondance VSEPR associe cinq domaines électroniques à une bipyramide trigonale. Le tétraèdre correspond à quatre domaines, la géométrie trigonale plane à trois et l’octaèdre à six.

2. Un atome central est lié à trois atomes voisins et possède deux doublets non liants. Quelle notation VSEPR décrit cet environnement ?

AL₂E₃
AL₃E₀
AL₂E₂
AL₃E₂

AL₃E₂

Explication

Dans ALₙEₘ, L désigne les atomes voisins et E les doublets non liants autour de l’atome central : trois voisins et deux doublets donnent AL₃E₂. AL₂E₃ inverse les comptes, AL₃E₀ omet les doublets et AL₂E₂ réduit le nombre de voisins.

3. Lors de la formation d’une liaison entre deux atomes, quel partage d’électrons correspond à une liaison homolytique ?

Chaque atome apporte un électron à la paire partagée
Un atome cède les deux électrons à l’autre sans les partager
Un atome apporte un électron et l’autre apporte deux électrons
Un seul atome apporte les deux électrons de la paire partagée

Chaque atome apporte un électron à la paire partagée

Explication

Dans une liaison homolytique, chacun des deux atomes fournit un électron à la paire mise en commun. L’apport des deux électrons par un seul atome décrit une liaison hétérolytique, tandis que les autres propositions confondent partage et transfert.

4. Une molécule contient une liaison triple dont le premier doublet liant est de type σ. Quelle description des deux doublets liants supplémentaires est correcte ?

Ils sont de type π et le troisième est parallèle au deuxième
Ils sont de type σ et le troisième est perpendiculaire au deuxième
Ils sont de type π et le troisième est perpendiculaire au deuxième
Ils sont de type σ et le troisième est parallèle au deuxième

Ils sont de type π et le troisième est perpendiculaire au deuxième

Explication

Une liaison triple comprend deux doublets liants π supplémentaires, et le troisième doublet liant de la liaison est perpendiculaire au deuxième. Les réponses en σ confondent les liaisons simples et les doublets π, tandis que le parallélisme inverse l’orientation indiquée.

5. Que désigne l’ordre de liaison d’une molécule selon le modèle des orbitales moléculaires ?

La moitié de la différence entre le nombre d’électrons liants et celui des électrons antiliants
La somme des électrons liants et antiliants répartis dans les orbitales moléculaires
La différence entre les énergies des orbitales liantes et des orbitales antiliantes
Le nombre d’orbitales atomiques combinées pour former les orbitales moléculaires

La moitié de la différence entre le nombre d’électrons liants et celui des électrons antiliants

Explication

L’ordre de liaison se calcule en prenant la moitié de la différence entre les électrons des orbitales liantes et ceux des orbitales antiliantes. La somme de ces populations ne tient pas compte de leur effet stabilisant ou déstabilisant respectif.

6. Dans l’hybridation sp², combien d’orbitales hybrides sont formées et combien d’orbitales p pures restent disponibles ?

Quatre orbitales sp² sont formées et aucune orbitale p pure ne reste disponible.
Trois orbitales sp² sont formées et deux orbitales p pures restent disponibles.
Deux orbitales sp² sont formées et deux orbitales p pures restent disponibles.
Trois orbitales sp² sont formées et une orbitale p pure reste disponible.

Trois orbitales sp² sont formées et une orbitale p pure reste disponible.

Explication

L’hybridation sp² combine une orbitale s et deux orbitales p pour former trois orbitales sp², tout en laissant une orbitale p pure. L’hybridation sp³, contrairement à ce que suggère un distracteur, forme quatre orbitales hybrides sans laisser d’orbitale p pure.

7. Quel rôle joue la délocalisation des électrons dans la stabilité d’une molécule conjuguée ?

Elle abaisse l’énergie de la molécule réelle par rapport aux formes mésomères prises isolément.
Elle fixe les atomes dans des positions différentes selon la forme mésomère considérée.
Elle empêche le recouvrement latéral des orbitales p dans le système conjugué.
Elle transforme le squelette σ en un réseau de liaisons exclusivement π.

Elle abaisse l’énergie de la molécule réelle par rapport aux formes mésomères prises isolément.

Explication

La délocalisation des électrons π permet à la structure réelle d’être un hybride plus stable que chacune de ses formes mésomères isolées. La délocalisation ne déplace pas les atomes entre les formes de résonance ; seules les répartitions électroniques changent.

8. Combien d’électrons π le benzène possède-t-il dans son cycle conjugué, et quelle valeur de n satisfait la règle de Hückel ?

Huit électrons π, avec n = 2
Six électrons π, avec n = 1
Dix électrons π, avec n = 2
Quatre électrons π, avec n = 1

Six électrons π, avec n = 1

Explication

Les six électrons π du benzène correspondent à 4n+24n+2 pour n=1n=1, ce qui satisfait la règle de Hückel. Quatre électrons π ne satisfont pas cette relation pour un entier naturel de n.

9. Quelle distinction entre les moments dipolaires de liaison et le moment dipolaire moléculaire permet d’expliquer qu’une molécule soit apolaire malgré des liaisons polarisées ?

Le moment moléculaire résulte des charges partielles des atomes, même lorsque les moments de liaison ne s’annulent pas.
Le moment moléculaire correspond au moment de la liaison la plus polarisée, indépendamment de la géométrie.
Le moment moléculaire est la somme vectorielle des moments de liaison, qui peuvent s’annuler selon la géométrie.
Le moment moléculaire est la somme des électronégativités, tandis que les moments de liaison dépendent de la forme.

Le moment moléculaire est la somme vectorielle des moments de liaison, qui peuvent s’annuler selon la géométrie.

Explication

Les moments dipolaires des liaisons s’additionnent vectoriellement et leur orientation dépend de la géométrie moléculaire, de sorte que leur somme peut être nulle. La polarisation de la liaison la plus marquée ne détermine donc pas à elle seule la polarité de toute la molécule.

10. Dans une chaîne carbonée, quelle différence de propagation distingue l’effet inductif de l’effet mésomère ?

L’effet inductif se transmet à l’ensemble de la molécule, tandis que l’effet mésomère s’atténue après quelques liaisons.
L’effet inductif concerne les liaisons π, tandis que l’effet mésomère concerne les liaisons σ.
L’effet inductif se transmet de proche en proche et s’atténue, tandis que l’effet mésomère peut s’étendre à l’ensemble de la molécule.
L’effet inductif fournit des doublets non liants, tandis que l’effet mésomère polarise les liaisons sans conjugaison.

L’effet inductif se transmet de proche en proche et s’atténue, tandis que l’effet mésomère peut s’étendre à l’ensemble de la molécule.

Explication

L’effet inductif se propage le long des liaisons σ, de proche en proche, et s’atténue au-delà de trois liaisons, alors que l’effet mésomère agit dans un système conjugué et peut se transmettre à l’ensemble de la molécule. L’effet inductif ne concerne pas les liaisons π : celles-ci sont associées à l’effet mésomère.

11. Pourquoi un substituant à effet mésomère attracteur peut-il accroître l’acidité d’une molécule ?

Il délocalise un doublet non liant, le rendant moins disponible pour capter un hydrogène.
Il fournit un doublet non liant, augmentant ainsi la capacité de la molécule à capter un hydrogène.
Il polarise les liaisons σ et affaiblit l’attraction exercée par les groupes voisins.
Il renforce la liaison entre l’atome et l’hydrogène, ce qui facilite la libération d’un proton.

Il délocalise un doublet non liant, le rendant moins disponible pour capter un hydrogène.

Explication

L’effet –M permet la délocalisation d’un doublet non liant, qui devient moins disponible pour capter un hydrogène et favorise ainsi l’acidité. À l’inverse, un effet +M fournit un doublet non liant, ce qui ne correspond pas au mécanisme décrit pour l’augmentation de l’acidité.

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De quoi résulte une liaison covalente ?

De la mise en commun d’une paire d’électrons de valence.

Qu'est-ce qui distingue une liaison homolytique d'une liaison hétérolytique ?

Chaque atome apporte un électron dans la liaison homolytique, tandis qu’un seul atome apporte les deux électrons dans la liaison hétérolytique.

Que décrit la notation VSEPR ALnEmAL_nE_m autour de l’atome central A ?

nn désigne le nombre d’atomes voisins L et mm le nombre de doublets non liants E.

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