QCM : Modèle de l’atome et des ions (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans l’écriture d’un noyau ZAX^{A}_{Z}X, que représentent respectivement AA et ZZ ?

Le nombre de neutrons et le nombre total d’électrons
Le nombre de couches électroniques et le nombre de nucléons
Le nombre de protons et le nombre de neutrons
Le nombre de nucléons et le nombre de protons

Le nombre de nucléons et le nombre de protons

Explication

Dans cette écriture, AA est le nombre de masse, c’est-à-dire le nombre total de nucléons, et ZZ est le nombre de protons. Confondre AA avec le nombre de protons omet les neutrons du noyau.

2. Combien d’électrons possède un atome neutre qui contient 11 protons ?

22 électrons, car un atome neutre a deux fois plus d’électrons que de protons
10 électrons, car un atome neutre a un électron de moins que de protons
12 électrons, car un atome neutre a un électron de plus que de protons
11 électrons, car un atome neutre a autant d’électrons que de protons

11 électrons, car un atome neutre a autant d’électrons que de protons

Explication

La neutralité d’un atome implique que ses charges négatives et positives se compensent, donc le nombre d’électrons est égal à celui des protons. Un ion peut présenter un nombre différent d’électrons, mais la question porte sur un atome neutre.

3. Un électron situé sur la dernière couche remplie d’un atome est appelé comment ?

Un électron de masse
Un électron de liaison interne
Un électron de valence
Un électron du noyau

Un électron de valence

Explication

Les électrons de valence sont ceux qui se trouvent sur la couche externe, c’est-à-dire la dernière couche remplie. Un électron du noyau est une confusion avec une particule nucléaire, et non un électron de la couche externe.

4. Quelle description caractérise un atome ?

Une entité neutre formée d’un noyau dense entouré d’électrons, avec une structure constituée de vide
Une entité neutre formée d’électrons réunis au centre et d’un noyau réparti autour
Une entité chargée formée d’un noyau dense sans électrons, avec une structure constituée de vide
Une entité chargée formée d’un noyau diffus entouré d’électrons, avec une structure entièrement pleine

Une entité neutre formée d’un noyau dense entouré d’électrons, avec une structure constituée de vide

Explication

Un atome est électriquement neutre et comporte un noyau dense autour duquel circulent des électrons, tout en étant constitué de vide. Un noyau diffus entouré d’électrons ne correspond pas à cette structure.

5. Qu’appelle-t-on une famille chimique dans le tableau périodique ?

Un ensemble d’éléments dont les atomes ont une configuration électronique identique
Un ensemble d’éléments placés dans une même période et ayant le même nombre de couches électroniques
Un ensemble d’éléments possédant le même nombre de nucléons et des masses atomiques proches
Un ensemble d’éléments placés dans une même colonne et ayant des propriétés chimiques semblables

Un ensemble d’éléments placés dans une même colonne et ayant des propriétés chimiques semblables

Explication

Une famille chimique regroupe les éléments d’une même colonne, dont les atomes ont des propriétés chimiques semblables. Les éléments d’une même période partagent le numéro de leur couche de valence, mais ne constituent pas pour autant une famille.

6. Quel précipité apparaît lorsqu’on ajoute de la soude à une solution contenant des ions fer(III) Fe3+\mathrm{Fe^{3+}} ?

Un précipité de couleur verte
Un précipité couleur rouille
Un précipité blanc qui noircit à la lumière
Un précipité de couleur bleue

Un précipité couleur rouille

Explication

Les ions fer(III) donnent avec la soude un précipité couleur rouille. Le précipité vert correspond aux ions fer(II), tandis que le précipité bleu caractérise les ions cuivre(II).

7. Quel rôle joue la saturation de la couche externe dans le comportement chimique des gaz nobles ?

Elle facilite la formation de précipités lorsqu’ils sont dissous dans l’eau.
Elle favorise le transfert d’électrons et leur assemblage fréquent en molécules.
Elle rend leurs atomes électriquement chargés dans les conditions naturelles.
Elle explique leur très faible réactivité et leur présence sous forme d’atomes isolés.

Elle explique leur très faible réactivité et leur présence sous forme d’atomes isolés.

Explication

Une couche externe saturée confère aux gaz nobles une grande stabilité, associée à une très faible réactivité et à leur présence naturelle sous forme d’atomes isolés. Le transfert d’électrons caractérise plutôt la formation d’ions, et non le rôle de la saturation chez les gaz nobles.

8. En quoi la formation d’un anion diffère-t-elle de celle d’un cation ?

Un anion gagne des électrons et devient négatif, tandis qu’un cation en perd et devient positif.
Un anion perd des électrons et devient positif, tandis qu’un cation en gagne et devient négatif.
Un anion gagne des protons et devient négatif, tandis qu’un cation en perd et devient positif.
Un anion perd des neutrons et devient négatif, tandis qu’un cation en gagne et devient positif.

Un anion gagne des électrons et devient négatif, tandis qu’un cation en perd et devient positif.

Explication

Le gain d’électrons donne à l’ion une charge négative, alors que leur perte produit une charge positive. L’option qui inverse ces échanges et les signes décrit les deux types d’ions à l’opposé.

9. Pourquoi le composé formé par les ions Ba2+\mathrm{Ba^{2+}} et Cl−\mathrm{Cl^-} contient-il deux ions chlorure par ion baryum ?

Les deux ions chlorure réduisent la charge du baryum à une charge simple.
Deux charges négatives compensent la charge positive double du baryum.
Deux ions baryum compensent la charge négative double du chlorure.
Un ion chlorure neutralise la charge du baryum et l’autre stabilise l’assemblage.

Deux charges négatives compensent la charge positive double du baryum.

Explication

La neutralité électrique exige que les deux charges négatives des ions chlorure équilibrent la charge +2+2 de l’ion baryum. Un seul ion chlorure ne compenserait qu’une charge positive, laissant l’assemblage chargé.

10. Un noyau contient 12 protons et 14 neutrons. Quelle valeur faut-il attribuer au nombre de masse AA dans son écriture conventionnelle ?

14, car le nombre de masse correspond aux neutrons
12, car le nombre de masse correspond aux protons
2, car le nombre de masse est la différence entre neutrons et protons
26, car le nombre de masse compte tous les nucléons

26, car le nombre de masse compte tous les nucléons

Explication

Le nombre de masse AA est le nombre total de nucléons, donc la somme des 12 protons et des 14 neutrons vaut 26. La valeur 12 correspond au numéro atomique ZZ, qui indique le nombre de protons.

11. Quelle propriété des sous-couches électroniques détermine le nombre maximal d’électrons qu’elles peuvent accueillir ?

La capacité dépend de la charge du noyau : chaque proton autorise un électron supplémentaire.
La capacité dépend de l’état de l’atome : une sous-couche peut doubler son effectif à l’état excité.
La capacité dépend du type de sous-couche : 2 électrons pour s et 6 pour p.
La capacité dépend de la couche : 2 électrons pour chaque sous-couche de rang impair.

La capacité dépend du type de sous-couche : 2 électrons pour s et 6 pour p.

Explication

Dans les exemples étudiés, une sous-couche s accueille au maximum 2 électrons, tandis qu’une sous-couche p peut en accueillir 6. Le rang de la couche ne modifie pas cette capacité : 2s et 3s ont la même limite, tout comme 2p et 3p.

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Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Modèle de l’atome et des ions.

Quelle charge électrique porte un proton ?

La charge élémentaire positive e=1,6×10−19 Ce=1{,}6\times10^{-19}\,\text{C}.

Quel est le rôle de AA dans l’écriture conventionnelle ZAX^{A}_{Z}X du noyau ?

AA est le nombre de nucléons, appelé nombre de masse.

Combien d’électrons possède un atome neutre par rapport à ses protons ?

Autant d’électrons que de protons.

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