QCM : Modèle de Lewis et résonance (47 questions)

Question 1

1. Un atome neutre possède $Z=11$ protons et un nombre de masse $A=23$ . Quelle composition décrit son noyau et son cortège électronique ?

11 protons, 12 neutrons et 11 électrons

11 protons, 23 neutrons et 11 électrons

23 protons, 11 neutrons et 23 électrons

11 protons, 12 neutrons et 12 électrons

Explication

Le nombre de neutrons vaut $A-Z=23-11=12$ , et un atome neutre possède autant d’électrons que de protons, soit 11. La réponse avec 23 neutrons confond $A$ et le nombre de neutrons, celle avec 23 protons confond masse et numéro atomique, et celle avec 12 électrons ne respecte pas la neutralité.

Answer

11 protons, 12 neutrons et 11 électrons

Question 2

2. Deux noyaux appartiennent au même élément, mais l’un contient deux neutrons de plus que l’autre. Quelle conclusion s’applique à ces deux atomes ?

Ils ont des numéros atomiques différents et la même masse

Ils sont isotopes : même nombre de neutrons, masses différentes

Ils sont des éléments différents avec le même nombre de protons

Ils sont isotopes : même nombre de protons, masses différentes

Explication

Des isotopes d’un même élément conservent le même nombre de protons, mais diffèrent par leur nombre de neutrons et donc par leur masse. Un nombre de neutrons différent ne change pas le numéro atomique, et des masses différentes ne sont pas exclues pour des isotopes.

Answer

Ils sont isotopes : même nombre de protons, masses différentes

Question 3

3. Lors d’une transformation, les liaisons entre atomes se réorganisent, mais la composition des noyaux ne change pas. De quel type de réaction s’agit-il ?

D’une réaction chimique, où les noyaux conservent leur intégrité

D’une réaction nucléaire, où la structure des noyaux est modifiée

D’une transformation sans réaction, puisque les noyaux restent intacts

D’une réaction nucléaire, où les électrons se réorganisent sans toucher aux noyaux

Explication

Une réaction chimique réorganise les atomes sans modifier l’intégrité de leurs noyaux; une réaction nucléaire, elle, change leur structure et met en jeu des énergies bien supérieures. Qualifier le phénomène de nucléaire confond réorganisation des liaisons et modification du noyau, tandis que l’intégrité des noyaux n’implique pas l’absence de réaction.

Answer

D’une réaction chimique, où les noyaux conservent leur intégrité

Question 4

4. Quel classement Mendeleïev propose-t-il en 1869 dans son tableau périodique ?

Les 63 éléments connus, selon leur masse et la périodicité de leurs propriétés

Les éléments connus, par ordre alphabétique et selon leurs propriétés

Les 63 éléments connus, selon leur numéro atomique et leur charge

Les familles d’éléments, selon les triades et leurs masses moyennes

Explication

En 1869, Mendeleïev classe les 63 éléments alors connus selon leur masse et la périodicité de leurs propriétés. La règle de l’octave est associée à Newlands, les triades à Döbereiner, et le classement alphabétique n’est pas le principe retenu par Mendeleïev.

Answer

Les 63 éléments connus, selon leur masse et la périodicité de leurs propriétés

Question 5

5. En reconstituant le tableau de Mendeleïev, une lacune doit être conservée pour respecter la périodicité et réserver la place d’un élément non découvert. Quelle masse atomique correspond à l’une de ces lacunes ?

72

46

68

45

Explication

Mendeleïev laisse des cases vacantes correspondant aux masses atomiques 45, 68, 70 et 180, afin de préserver la périodicité et de réserver une place à des éléments encore inconnus. La valeur 46 est proche mais ne fait pas partie des lacunes indiquées; 72 n’en fait pas partie non plus.

Answer

Des propriétés chimiques analogues

Answer

Les électrons de valence

Answer

Une très faible réactivité

Answer

L’énergie de dissociation $$D_{AB}$$, de l’ordre de quelques centaines de kJ/mol

Answer

Le modèle de Lewis

Answer

Les électrons de valence, qui se rangent par paires autant que possible

Answer

Elle reste localisée sur un seul atome et ne participe pas aux liaisons.

Answer

L’hydrogène respecte le doublet, mais l’atome de la deuxième période ne respecte pas l’octet.

Answer

La connectivité des atomes, mais pas leur disposition dans l’espace.

Answer

Une réalité moléculaire intermédiaire entre plusieurs formes de Lewis.

Answer

Les liaisons sont équivalentes et leur longueur est intermédiaire, plus proche d’une double liaison.

Answer

Éviter de former cette liaison, respecter autant que possible l’octet, favoriser les liaisons et limiter les charges formelles.

Answer

Il renseigne sur les longueurs de liaison, mais pas sur la géométrie.

Answer

Elle possède deux électrons non appariés.

Answer

Choisir l’arrangement qui minimise la somme des répulsions électrostatiques entre paires électroniques.

Answer

$$\mathrm{AX_3E_2}$$ et cinq domaines électroniques.

Answer

Paire libre–paire libre > paire libre–paire liante > paire liante–paire liante.

Answer

Le nombre d’interactions non liantes–liantes à $$90^\circ$$.

Answer

Les électrons de liaison sont partagés équitablement, chaque atome en apportant un.

Answer

Une liaison covalente à caractère ionique, avec des charges partielles opposées.

Answer

A devient A⁻ et B devient B⁺, avec une cohésion principalement électrostatique.

Answer

Sa capacité à attirer les électrons.

Answer

$$|\chi_A-\chi_B|^2=D_{AB}-\frac12(D_{AA}+D_{BB})$$

Answer

R est plus électronégatif que S, tandis que T l’est moins que S.

Answer

Une grandeur vectorielle parallèle à l’axe moléculaire

Answer

$$30e\,\text{pm}$$

Answer

La molécule neutre

Answer

Un moment dipolaire permanent nul

Answer

Une liaison polaire

Answer

Les charges de liaison et les électrons des paires libres localisées sur l’atome

Answer

Les dipôles de liaison se compensent dans leur somme vectorielle

Answer

Déplacer une paire libre de l’oxygène pour former une troisième liaison C–O dative

Answer

La forme à liaison triple produit un dipôle plus important, mais de sens opposé à celui de la forme standard

Answer

Sous forme d’atomes neutres

Answer

O positif et C négatif, avec l’octet respecté pour les deux atomes

Answer

Les interactions nucléaires fortes entre protons et neutrons

Answer

Le huitième élément après un élément donné ressemble au premier, comme dans une octave musicale.

Answer

Elle explique leurs propriétés chimiques analogues.

Answer

À gauche, ils tendent à perdre des électrons ; à droite, ils tendent à en gagner.

Answer

La formation libère de l’énergie potentielle, tandis que la dissociation exige de fournir de l’énergie.

Answer

Par un trait entre les atomes, les deux électrons liants étant apportés par un seul atome.

Answer

La liaison devient plus courte et son énergie augmente.

Question 6

6. Dans un tableau périodique, deux éléments placés dans la même famille sont comparés. Quelle propriété peut-on attendre de ces éléments ?

Une structure électronique complète identique

Des propriétés chimiques analogues

Une même position dans une période

Un même numéro atomique

Explication

Les éléments d’une même famille ont des propriétés chimiques analogues, et le tableau les classe par numéro atomique croissant. L’identité du numéro atomique ou de la position dans une période confond des notions distinctes; une structure électronique complète identique n’est pas exigée.

Question 7

7. Pour étudier la chimie d’un atome, une élève distingue les électrons de la dernière couche occupée des autres électrons. Comment nomme-t-elle les électrons de cette dernière couche ?

Les électrons de cœur

Les électrons de valence

Les électrons internes actifs

Les électrons de toutes les couches

Explication

Les électrons de valence occupent la dernière couche remplie et gouvernent la chimie de l’élément. Les électrons de cœur sont les autres électrons; inclure toutes les couches ou appeler les électrons internes « actifs » ne respecte pas cette distinction.

Question 8

8. Un élément situé dans la dernière colonne du tableau périodique présente des couches électroniques complètement remplies. Quel comportement est le plus cohérent avec ces caractéristiques ?

Une tendance marquée à gagner des électrons

Une forte tendance à réagir

Une très faible réactivité

Une réactivité due à une couche externe vide

Explication

Les gaz nobles de la dernière colonne ont leurs couches électroniques complètement remplies et sont très peu réactifs. Une forte réactivité ou un besoin de gagner des électrons ne correspond pas à cette stabilité, et leurs couches ne sont pas vides.

Question 9

9. Pour séparer les deux atomes d’une molécule diatomique A—B, quelle quantité décrit l’énergie à fournir ?

Une énergie égale à zéro, car la séparation ne nécessite pas d’apport

Une énergie de quelques centaines de kJ par atome, indépendante de la molécule

L’énergie de dissociation

D_{AB}

, de l’ordre de quelques centaines de kJ/mol

Une énergie opposée à

D_{AB}

, de l’ordre de quelques centaines de kJ/mol

Explication

L’énergie de dissociation $D_{AB}$ est l’énergie nécessaire pour séparer les atomes d’une molécule diatomique et son ordre de grandeur est de quelques centaines de kJ/mol. L’énergie libérée lors de la formation a le sens inverse; elle n’est ni nulle ni définie ici par atome indépendamment de la molécule.

Question 10

10. Quel modèle simple explique la formation des liaisons chimiques en faisant intervenir les électrons de valence ?

Le modèle de Lewis

Le modèle des noyaux atomiques

Le modèle des électrons de cœur

Le modèle du tableau périodique

Explication

Le modèle de Lewis explique simplement la formation des liaisons chimiques par l’intermédiaire des électrons de valence. Une description centrée sur les noyaux ou les électrons de cœur ne correspond pas à son principe, et le tableau périodique est un outil de classement.

Question 11

11. En appliquant le modèle de Lewis à une liaison chimique, quels électrons faut-il considérer et comment s’organisent-ils selon sa règle fondamentale ?

Les électrons de cœur, qui se rangent par groupes de trois

Les électrons de valence, qui restent séparés autant que possible

Les électrons de toutes les couches, qui se rangent par paires autant que possible

Les électrons de valence, qui se rangent par paires autant que possible

Explication

Dans le modèle de Lewis, les liaisons sont dues aux électrons de valence, qui se rangent par paires autant que possible selon la règle du doublet ou du duet. Inclure les électrons de cœur, éviter les paires ou former des groupes de trois contredit cette règle.

Question 12

12. Dans une structure de Lewis, quelle caractéristique distingue une paire non liante d’une paire liante ?

Elle est constituée d’un seul électron non associé à un autre.

Elle relie deux atomes au moyen de plusieurs paires partagées.

Elle reste localisée sur un seul atome et ne participe pas aux liaisons.

Elle relie deux atomes et fournit les électrons d’une liaison.

Explication

Une paire non liante demeure sur un seul atome et ne participe pas aux liaisons, contrairement à une paire liante qui relie deux atomes. L’électron célibataire est seul, tandis qu’une liaison multiple met en jeu plusieurs paires liantes.

Question 13

13. Dans un schéma de Lewis, un atome normal de la deuxième période est entouré de six électrons de valence, tandis qu’un atome d’hydrogène est entouré de deux électrons. Quelle conclusion découle des règles de stabilité ?

Les deux atomes respectent l’octet, car leurs électrons sont comptés autour d’eux.

Les deux atomes respectent le doublet, car ils possèdent au moins deux électrons.

L’atome de la deuxième période respecte le doublet, mais l’hydrogène ne respecte pas l’octet.

L’hydrogène respecte le doublet, mais l’atome de la deuxième période ne respecte pas l’octet.

Explication

La règle du doublet s’applique aux éléments de la première période, tandis qu’un atome normal à partir de la deuxième période vise huit électrons. La règle du doublet ne remplace donc pas l’octet pour l’atome de la deuxième période, et l’hydrogène n’est pas soumis à l’octet.

Question 14

14. Une étudiante dessine les atomes d’une molécule, les liaisons entre eux et leurs paires libres, puis veut déduire la position tridimensionnelle des atomes. Que peut-elle réellement tirer de sa représentation de Lewis ?

Les électrons de cœur et les électrons de valence, mais sans les liaisons.

La connectivité des atomes, mais pas leur disposition dans l’espace.

La connectivité et la disposition spatiale, avec tous les électrons.

La disposition dans l’espace, mais pas la connectivité des atomes.

Explication

Une forme de Lewis représente les électrons de valence et indique comment les atomes sont connectés, sans décrire leur stéréochimie. Déduire leur disposition spatiale confond topologie et stéréochimie, et les électrons de cœur ne sont pas représentés.

Question 15

15. Deux formes de Lewis différentes sont nécessaires pour décrire une molécule dont la structure réelle ne correspond exactement à aucune des deux. Que décrit la résonance ?

Un équilibre entre plusieurs molécules distinctes qui se transforment.

Une réalité moléculaire intermédiaire entre plusieurs formes de Lewis.

Une structure réelle identique à l’une des formes de Lewis proposées.

Une description spatiale des atomes à partir d’une forme de Lewis unique.

Explication

La résonance décrit la réalité moléculaire comme intermédiaire entre plusieurs formes de Lewis de la même molécule. L’interconversion entre molécules distinctes relève d’une interprétation d’équilibre, et non de cette description mésomère.

Question 16

16. Une mesure des liaisons C—C du benzène donne six longueurs identiques de $1{,}40\,\text{Å}$ . Quelle interprétation est cohérente avec la résonance ?

Les liaisons sont équivalentes et leur longueur est intermédiaire, plus proche d’une double liaison.

Les liaisons sont équivalentes et leur longueur correspond à une liaison double.

Les liaisons alternent entre une longueur simple et une longueur double.

Les liaisons sont équivalentes et leur longueur correspond à une liaison simple.

Explication

Dans le benzène, les six liaisons C—C sont équivalentes et mesurent $1{,}40\,\text{Å}$ , valeur intermédiaire entre les longueurs simple et double, mais plus proche de la double. Une alternance de longueurs simples et doubles ne correspond pas à la structure observée.

Question 17

17. En examinant une forme mésomère possible, une étudiante envisage de déplacer un doublet pour former une liaison avec un atome qui possède déjà son octet. Quelle règle doit guider son choix ?

Éviter de former cette liaison, respecter autant que possible l’octet, favoriser les liaisons et limiter les charges formelles.

Évaluer seulement le nombre de liaisons et ignorer les octets et les charges formelles.

Former cette liaison pour augmenter le nombre de liaisons, même si l’octet est déjà satisfait.

Former cette liaison pour réduire les charges formelles, même si l’octet est dépassé.

Explication

Pour choisir des formes mésomères, on ne forme pas de liaison avec un atome dont l’octet ou le duet est déjà satisfait, et l’on cherche aussi à respecter l’octet, à faire apparaître de nombreuses liaisons et à éviter trop de charges formelles. La formation d’une liaison au détriment d’un octet déjà satisfait méconnaît la première règle.

Question 18

18. Une équipe connaît la multiplicité des liaisons d’une molécule, mais cherche à prévoir si ses atomes sont disposés en ligne ou selon une forme coudée. Que permet de conclure le modèle de Lewis à lui seul ?

Il détermine à la fois la géométrie et les longueurs de liaison.

Il détermine la géométrie, mais pas la longueur des liaisons.

Il renseigne sur la géométrie, mais pas sur la multiplicité des liaisons.

Il renseigne sur les longueurs de liaison, mais pas sur la géométrie.

Explication

Dans le modèle de Lewis, la multiplicité des liaisons renseigne sur leurs longueurs, mais ne permet pas de déterminer la géométrie de la molécule. Confondre multiplicité et géométrie surestime le modèle, tandis que les deux autres réponses inversent les limites indiquées.

Question 19

19. La structure de Lewis standard de $\mathrm{O_2}$ représente une double liaison et deux paires libres sur chaque oxygène. Quel fait concernant la molécule réelle met cette représentation en défaut ?

Elle forme une molécule coudée.

Elle possède deux électrons non appariés.

Elle possède deux paires libres au total.

Elle possède une liaison quadruple entre les oxygènes.

Explication

La molécule $\mathrm{O_2}$ possède deux électrons non appariés, ce que ne représente pas sa structure de Lewis standard, avec une double liaison et deux paires libres sur chaque oxygène. Les paires libres correspondent à la représentation standard, la liaison quadruple concerne la prédiction pour $\mathrm{C_2}$ et la forme coudée caractérise $\mathrm{O_3}$ .

Question 20

20. Pour prévoir l’arrangement spatial des atomes d’une nouvelle molécule, une chimiste compare plusieurs arrangements possibles autour d’un atome. Quel critère le modèle VSEPR lui demande-t-il d’appliquer ?

Choisir l’arrangement le plus symétrique, sans comparer les répulsions entre paires électroniques.

Choisir l’arrangement qui maximise la somme des répulsions électrostatiques entre paires électroniques.

Choisir l’arrangement qui minimise les répulsions entre noyaux, sans considérer les paires électroniques.

Choisir l’arrangement qui minimise la somme des répulsions électrostatiques entre paires électroniques.

Explication

Le modèle VSEPR prévoit l’arrangement spatial en disposant les paires électroniques de façon à minimiser la somme de leurs répulsions électrostatiques. La réponse sur les noyaux confond les objets considérés, celle qui maximise les répulsions inverse le critère, et la symétrie seule ne définit pas la règle.

Question 21

21. Autour d’un atome central A, une molécule possède trois voisins X et deux paires libres E. Quelle notation VSEPR et quel nombre de domaines électroniques lui correspondent ?

\mathrm{AX_5E_2}

et sept domaines électroniques.

\mathrm{AX_3E_2}

et cinq domaines électroniques.

\mathrm{AX_3E_2}

et trois domaines électroniques.

\mathrm{AX_2E_3}

et cinq domaines électroniques.

Explication

La notation $\mathrm{AX_nE_m}$ indique $n$ voisins et $m$ paires libres autour de A, et le nombre de domaines vaut $n+m$ : ici, $3+2=5$ . Compter seulement les voisins oublie les paires libres; traiter les paires libres comme des voisins ou permuter les indices déforme la notation.

Question 22

22. Dans une molécule, quel ordre exprime correctement l’intensité relative des répulsions entre les trois types de paires électroniques ?

Paire libre–paire libre > paire liante–paire liante > paire libre–paire liante.

Paire libre–paire libre > paire libre–paire liante > paire liante–paire liante.

Paire liante–paire liante > paire libre–paire liante > paire libre–paire libre.

Paire libre–paire liante > paire libre–paire libre > paire liante–paire liante.

Explication

Les répulsions décroissent dans l’ordre : paire libre–paire libre, paire libre–paire de liaison, puis paire de liaison–paire de liaison. Placer l’interaction libre–liante en tête inverse les deux premières; placer les paires liantes en tête ou devant l’interaction libre–liante contredit également cet ordre.

Question 23

23. Pour une molécule donnée, deux géométries possibles comportent le même nombre d’interactions non liantes–non liantes à $90^\circ$ . Quel critère le modèle VSEPR compare-t-il ensuite pour les départager ?

Le nombre d’interactions non liantes–non liantes à

90^\circ

.

Le nombre d’interactions non liantes–liantes à

90^\circ

.

Le nombre total d’interactions, quel que soit leur angle.

Le nombre d’interactions liantes–liantes à

90^\circ

.

Explication

Après avoir minimisé les interactions non liantes–non liantes à $90^\circ$ , on minimise les interactions non liantes–liantes à $90^\circ$ ; les interactions liantes–liantes ne viennent qu’ensuite si nécessaire. Passer directement aux interactions liantes–liantes saute une étape, reprendre le premier critère ne départage pas les cas, et compter tous les angles ne suit pas la règle.

Question 24

24. Dans une molécule formée de deux atomes identiques, quel partage caractérise la liaison covalente entre eux ?

Les électrons de liaison sont partagés équitablement, chaque atome en apportant un.

Les électrons de liaison sont transférés vers un atome, qui devient négatif.

Les électrons sont partagés inégalement, créant des charges partielles opposées.

Les électrons de liaison proviennent tous deux d’un seul des atomes.

Explication

Dans une liaison covalente entre atomes identiques, chacun apporte un électron et le partage est équitable, sans gain ni perte moyenne. Le transfert complet décrit une liaison ionique, tandis que le partage inégal produit des charges partielles.

Question 25

25. Dans une liaison entre deux atomes différents, l’atome P attire davantage les électrons de liaison que l’atome Q, sans transfert complet. Quel type de liaison en résulte ?

Une liaison à charges partielles de même signe sur les deux atomes.

Une liaison covalente apolaire, avec un partage équitable des électrons.

Une liaison covalente à caractère ionique, avec des charges partielles opposées.

Une liaison ionique, avec un transfert complet des électrons vers P.

Explication

Un partage inégal sans transfert complet correspond à une liaison covalente à caractère ionique et produit des charges partielles opposées. Le transfert complet relève de la liaison ionique, et le partage équitable caractérise une liaison covalente apolaire.

Question 26

26. Dans un modèle de liaison, les deux électrons de liaison sont transférés vers l’atome A, tandis que B les perd; quelle description correspond à cette situation ?

A devient A⁺ et B devient B⁻, avec une cohésion principalement électrostatique.

A devient A⁻ et B devient B⁺, avec une cohésion principalement électrostatique.

A et B portent des charges partielles opposées après un partage inégal.

A et B restent neutres et sont liés par un partage équitable.

Explication

Le transfert complet des électrons vers A forme A⁻ et B⁺; l’attraction électrostatique entre ces ions contribue principalement à la cohésion. Inverser les signes contredit le sens du transfert, tandis que le partage inégal ou équitable décrit des liaisons covalentes.

Question 27

27. Que désigne l’électronégativité $\chi$ d’un atome ?

Le nombre d’électrons présents dans sa couche de valence.

Sa capacité à attirer les électrons.

L’énergie nécessaire pour dissocier une liaison.

La charge électrique acquise après un transfert d’électrons.

Explication

L’électronégativité est la capacité d’un atome à attirer les électrons. L’énergie de dissociation concerne une liaison, la charge relève d’un transfert électronique, et le nombre d’électrons de valence est une autre propriété atomique.

Question 28

28. Pour comparer deux atomes A et B selon la relation de Pauling, un étudiant dispose des énergies de dissociation $D_{AB}$ , $D_{AA}$ et $D_{BB}$ , exprimées en eV. Quelle relation doit-il utiliser ?

|\chi_A-\chi_B|^2=D_{AB}-(D_{AA}-D_{BB})

|\chi_A-\chi_B|^2=D_{AB}-(D_{AA}+D_{BB})

|\chi_A-\chi_B|^2=D_{AB}-\frac12(D_{AA}+D_{BB})

|\chi_A-\chi_B|=D_{AB}-\frac12(D_{AA}+D_{BB})

Explication

La relation de Pauling relie le carré de la différence d’électronégativité à l’écart entre $D_{AB}$ et la moyenne arithmétique $\frac12(D_{AA}+D_{BB})$ ; lorsque les énergies sont en eV, $C=1$ . Omettre le carré, prendre une différence au lieu de la moyenne ou oublier le facteur moitié modifie la relation.

Question 29

29. Un élément R se trouve à droite de l’élément S dans la même période, et un élément T se trouve sous S dans la même famille. Quelle comparaison de leurs électronégativités est cohérente avec les tendances périodiques ?

R et T sont tous deux plus électronégatifs que S.

R est plus électronégatif que S, tandis que T l’est plus que S.

R est moins électronégatif que S, tandis que T l’est moins que S.

R est plus électronégatif que S, tandis que T l’est moins que S.

Explication

L’électronégativité augmente de gauche à droite dans une période et diminue en descendant dans une famille. L’inversion de l’une ou l’autre tendance conduit aux deux comparaisons erronées; un déplacement dans les deux directions ne l’augmente pas.

Question 30

30. Quelle propriété décrit le moment dipolaire associé à une liaison polaire ?

Une grandeur vectorielle parallèle à l’axe moléculaire

Une grandeur scalaire égale à la charge totale

Une grandeur scalaire parallèle à l’axe moléculaire

Une grandeur vectorielle perpendiculaire à l’axe moléculaire

Explication

Le moment dipolaire est un vecteur parallèle à l’axe moléculaire pour une liaison polaire. Le caractère scalaire supprime sa direction, la perpendicularité change son orientation et la charge totale est une autre grandeur.

Question 31

31. Dans une liaison, des charges partielles opposées de module $0{,}25e$ sont séparées de $120\,\text{pm}$ . Quel est le module du moment dipolaire ?

480e\,\text{pm}

120e\,\text{pm}

0{,}0021e\,\text{pm}

30e\,\text{pm}

Explication

Le module suit $\mu=xed$ , donc $\mu=0{,}25e\times120\,\text{pm}=30e\,\text{pm}$ . $120e\,\text{pm}$ omet la charge partielle, tandis que $480e\,\text{pm}$ traite le facteur comme quatre.

Question 32

32. On change l’origine utilisée pour calculer le moment dipolaire d’une molécule neutre puis d’un ion. Pour quel système la valeur reste-t-elle inchangée ?

L’ion

Les deux systèmes

Aucun des deux systèmes

La molécule neutre

Explication

Pour une distribution de charges neutre, le moment dipolaire est indépendant du choix de l’origine. Un ion dépend de l’origine, contrairement à la molécule neutre; l’idée que les deux ont le même comportement confond leurs propriétés.

Question 33

33. Un échantillon contient des molécules diatomiques constituées chacune de deux atomes identiques. Quel moment dipolaire électrique permanent leur attribue-t-on ?

Un moment dipolaire permanent nul

Un moment dipolaire permanent défini par la charge totale

Un moment dipolaire permanent dépendant de l’origine

Un moment dipolaire permanent non nul

Explication

Les molécules diatomiques homonucléaires n’ont pas de moment dipolaire permanent. Un moment non nul caractérise ici les molécules diatomiques hétéronucléaires; la dépendance à l’origine concerne la définition du moment d’un ion.

Question 34

34. Une liaison est décrite par une charge partielle non nulle, mais qui n’est pas un multiple entier de la charge élémentaire. Dans quelle catégorie la classe-t-on ?

Une liaison ionique

Une liaison covalente

Une liaison polaire

Une liaison sans caractère électrique

Explication

Une liaison polaire correspond à $q\ne0$ ; une liaison covalente a $q=0$ et une liaison ionique a une charge $q=n|e|$ avec $n$ entier. La charge partielle non nulle ne suffit donc pas à classer la liaison comme ionique.

Question 35

35. Pour déterminer la charge partielle d’un atome dans une molécule, quel bilan faut-il établir ?

Les charges de liaison et les électrons des paires libres localisées sur l’atome

Les seules charges de liaison autour de l’atome

Le seul moment dipolaire global de la molécule

La somme des modules des dipôles de liaison de la molécule

Explication

Les charges partielles atomiques résultent du bilan des charges de liaison et des électrons des paires libres localisées sur chaque atome. Ignorer les paires libres omet une contribution, et le moment moléculaire global est une somme vectorielle de dipôles, non le bilan local de charge.

Question 36

36. Une molécule possède plusieurs liaisons polaires disposées symétriquement. Quelle condition explique qu’elle puisse néanmoins être apolaire ?

Chaque dipôle de liaison devient nul par la symétrie

Les dipôles de liaison se compensent dans leur somme vectorielle

Les dipôles de liaison s’additionnent dans une direction commune

Les charges partielles de toutes les liaisons disparaissent

Explication

La polarité moléculaire dépend de la somme vectorielle des dipôles de liaison; une disposition symétrique peut les faire s’annuler malgré des liaisons polaires. La symétrie n’impose pas que chaque liaison soit apolaire ni que les charges partielles disparaissent.

Question 37

37. Pour construire une représentation de CO où le carbone respecte la règle de l’octet, quelle modification faut-il apporter à sa structure de Lewis standard ?

Déplacer une paire de liaison vers le carbone sans former de liaison C–O supplémentaire

Ajouter une paire libre au carbone en conservant la double liaison C–O

Déplacer une paire libre du carbone vers l’oxygène pour former une troisième liaison C–O

Déplacer une paire libre de l’oxygène pour former une troisième liaison C–O dative

Explication

Une paire libre de l’oxygène fournit les deux électrons de la troisième liaison dative C–O, ce qui complète l’octet du carbone et entraîne des charges formelles négative sur C et positive sur O. Déplacer une paire du carbone, déplacer une paire de liaison ou ajouter une paire libre ne correspond pas à cette formation de liaison.

Question 38

38. Dans CO, les contributions dipolaires des deux formes mésomères se compensent en grande partie. Quelle comparaison explique le faible dipôle moléculaire résultant ?

La forme à liaison triple produit un dipôle plus important, mais de sens opposé à celui de la forme standard

Les deux formes produisent des dipôles de même sens et de module comparable

La forme standard produit un dipôle plus important, mais de sens opposé à celui de la forme à liaison triple

La forme à liaison triple produit un dipôle plus important, et de même sens que celui de la forme standard

Explication

La forme mésomère à liaison triple, associée aux charges ±e, porte un dipôle plus important que le dipôle induit associé aux charges fractionnaires de la forme standard, mais les deux dipôles sont de sens opposés; leur compensation explique le faible dipôle résultant. Les autres réponses inversent le sens, le module ou la forme à laquelle correspond le dipôle dominant.

Question 39

39. Lorsqu’on compare des éléments de la dernière colonne du tableau périodique à la plupart des autres éléments, sous quelle forme les trouve-t-on à l’état de vapeur ?

Sous forme d’ions positifs

Sous forme d’atomes neutres

Sous forme d’assemblages moléculaires

Sous forme d’atomes liés en réseaux

Explication

Les éléments de la dernière colonne se trouvent à l’état de vapeur sous forme d’atomes neutres, tandis que la plupart des autres éléments existent sous forme d’assemblages, pas nécessairement moléculaires. Les assemblages moléculaires généralisent à tort le cas des autres éléments, les ions positifs ne sont pas des atomes neutres et les réseaux liés ne décrivent pas la forme gazeuse indiquée.

Question 40

40. Pour représenter CO par sa forme mésomère à liaison triple, quelle répartition des charges formelles explique que cette forme soit prépondérante malgré la tendance liée aux électronégativités ?

O négatif et C positif, avec l’octet non respecté sur l’oxygène

O positif et C négatif, avec l’octet respecté pour les deux atomes

O négatif et C positif, avec l’octet respecté pour les deux atomes

O positif et C négatif, avec l’octet non respecté sur le carbone

Explication

La forme à liaison triple place formellement O en charge positive et C en charge négative, mais elle est prépondérante parce qu’elle respecte l’octet des deux atomes. La répartition O négatif/C positif suit la tendance d’électronégativité, tandis que les réponses évoquant un octet incomplet ne rendent pas compte de la stabilité de cette forme.

Question 41

41. Qu’est-ce qui assure la cohésion du noyau atomique entre ses nucléons ?

Les interactions électrostatiques entre le noyau et les électrons

Les liaisons covalentes entre les nucléons du noyau

Les interactions nucléaires fortes entre protons et neutrons

Les interactions électrostatiques entre protons et neutrons

Explication

La cohésion du noyau est due aux interactions nucléaires fortes qui agissent entre les nucléons. Les interactions électrostatiques entre le noyau et les électrons concernent plutôt la cohésion de l’atome dans son ensemble.

Question 42

42. Quelle règle périodique John Newlands formule-t-il en 1864 pour comparer les éléments ?

Le huitième élément après un élément donné ressemble au premier, comme dans une octave musicale.

Les éléments de même masse atomique possèdent des propriétés chimiques identiques.

Les propriétés des éléments varient régulièrement avec leur volume atomique.

Chaque famille comprend trois éléments dont la masse du deuxième est la moyenne des autres.

Explication

Newlands propose une analogie avec l’octave musicale : le huitième élément ressemble au premier. Les groupes de trois éléments renvoient plutôt aux triades de Döbereiner, proposées plus tôt.

Question 43

43. Quel rôle joue la similarité de structure électronique de valence entre les éléments d’une même famille du tableau périodique ?

Elle explique leurs propriétés chimiques analogues.

Elle détermine leur nombre identique de neutrons.

Elle impose leur classement dans une même période.

Elle rend leur numéro atomique identique.

Explication

Une structure électronique de valence similaire conduit les éléments d’une même famille à présenter des propriétés chimiques analogues. Un classement dans une même période correspond à une disposition horizontale, et non à cette fonction des électrons de valence.

Question 44

44. Quelle tendance décrit le comportement électronique des éléments situés à gauche et à droite du tableau périodique lorsqu’ils se rapprochent de la structure d’un gaz noble ?

À gauche comme à droite, ils tendent à partager leurs électrons sans en gagner ni en perdre.

À gauche comme à droite, ils tendent à perdre des électrons pour remplir leur couche externe.

À gauche, ils tendent à perdre des électrons ; à droite, ils tendent à en gagner.

À gauche, ils tendent à gagner des électrons ; à droite, ils tendent à en perdre.

Explication

Les éléments tendent à adopter une structure électronique proche de celle du gaz noble le plus proche : ceux de gauche perdent généralement des électrons, tandis que ceux de droite en gagnent. L’idée qu’ils partagent leurs électrons sans gain ni perte relève plutôt de la description de certaines liaisons covalentes.

Question 45

45. Quelle différence distingue l’énergie libérée lors de la formation d’une molécule diatomique de l’énergie de dissociation de sa liaison ?

La formation libère de l’énergie potentielle, tandis que la dissociation exige de fournir de l’énergie.

Les deux processus libèrent de l’énergie potentielle, mais en quantités différentes.

Les deux processus exigent de fournir de l’énergie, mais à des étapes différentes.

La formation exige de fournir de l’énergie, tandis que la dissociation en libère.

Explication

L’association des atomes abaisse leur énergie potentielle et libère de l’énergie, tandis que séparer les atomes nécessite de fournir l’énergie de dissociation. L’idée que la formation exige un apport énergétique inverse le bilan énergétique décrit pour l’association des atomes.

Question 46

46. Dans une structure de Lewis, comment représenter une liaison dative, et quelle conséquence cette représentation a-t-elle sur l’origine des électrons liants ?

Par deux points entre les atomes, chaque électron restant associé à un atome distinct.

Par un trait sur un atome, les deux électrons formant une paire non liante.

Par un trait entre les atomes, chaque atome apportant un électron à la paire liante.

Par un trait entre les atomes, les deux électrons liants étant apportés par un seul atome.

Explication

Dans une liaison dative, un seul atome fournit les deux électrons de la paire qui relie les atomes, représentée par un trait dans la structure de Lewis. À la différence d’une liaison covalente ordinaire, les deux atomes ne contribuent donc pas chacun un électron.

Question 47

47. Pour comparer la réactivité de C₂H₆, C₂H₄ et C₂H₂, quelle évolution prévoit-on pour la longueur et l’énergie de la liaison C—C lorsque sa multiplicité augmente ?

La liaison devient plus courte et son énergie augmente.

La liaison garde la même longueur et son énergie augmente.

La liaison devient plus longue et son énergie augmente.

La liaison devient plus courte et son énergie diminue.

Explication

Une multiplicité plus grande rend la liaison plus forte énergétiquement et plus courte géométriquement, comme l’illustrent les liaisons simple, double et triple de cette série. Une liaison plus longue ne correspond donc pas à l’effet attendu d’une multiplicité accrue.

QCM : Modèle de Lewis et résonance (47 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un atome neutre possède Z=11Z=11Z=11 protons et un nombre de masse A=23A=23A=23. Quelle composition décrit son noyau et son cortège électronique ?

2. Deux noyaux appartiennent au même élément, mais l’un contient deux neutrons de plus que l’autre. Quelle conclusion s’applique à ces deux atomes ?

3. Lors d’une transformation, les liaisons entre atomes se réorganisent, mais la composition des noyaux ne change pas. De quel type de réaction s’agit-il ?

4. Quel classement Mendeleïev propose-t-il en 1869 dans son tableau périodique ?

5. En reconstituant le tableau de Mendeleïev, une lacune doit être conservée pour respecter la périodicité et réserver la place d’un élément non découvert. Quelle masse atomique correspond à l’une de ces lacunes ?

6. Dans un tableau périodique, deux éléments placés dans la même famille sont comparés. Quelle propriété peut-on attendre de ces éléments ?

7. Pour étudier la chimie d’un atome, une élève distingue les électrons de la dernière couche occupée des autres électrons. Comment nomme-t-elle les électrons de cette dernière couche ?

8. Un élément situé dans la dernière colonne du tableau périodique présente des couches électroniques complètement remplies. Quel comportement est le plus cohérent avec ces caractéristiques ?

9. Pour séparer les deux atomes d’une molécule diatomique A—B, quelle quantité décrit l’énergie à fournir ?

10. Quel modèle simple explique la formation des liaisons chimiques en faisant intervenir les électrons de valence ?

11. En appliquant le modèle de Lewis à une liaison chimique, quels électrons faut-il considérer et comment s’organisent-ils selon sa règle fondamentale ?

12. Dans une structure de Lewis, quelle caractéristique distingue une paire non liante d’une paire liante ?

13. Dans un schéma de Lewis, un atome normal de la deuxième période est entouré de six électrons de valence, tandis qu’un atome d’hydrogène est entouré de deux électrons. Quelle conclusion découle des règles de stabilité ?

14. Une étudiante dessine les atomes d’une molécule, les liaisons entre eux et leurs paires libres, puis veut déduire la position tridimensionnelle des atomes. Que peut-elle réellement tirer de sa représentation de Lewis ?

15. Deux formes de Lewis différentes sont nécessaires pour décrire une molécule dont la structure réelle ne correspond exactement à aucune des deux. Que décrit la résonance ?

16. Une mesure des liaisons C—C du benzène donne six longueurs identiques de 1,40 A˚1{,}40\,\text{Å}1,40A˚. Quelle interprétation est cohérente avec la résonance ?

17. En examinant une forme mésomère possible, une étudiante envisage de déplacer un doublet pour former une liaison avec un atome qui possède déjà son octet. Quelle règle doit guider son choix ?

18. Une équipe connaît la multiplicité des liaisons d’une molécule, mais cherche à prévoir si ses atomes sont disposés en ligne ou selon une forme coudée. Que permet de conclure le modèle de Lewis à lui seul ?

19. La structure de Lewis standard de O2\mathrm{O_2}O2​ représente une double liaison et deux paires libres sur chaque oxygène. Quel fait concernant la molécule réelle met cette représentation en défaut ?

20. Pour prévoir l’arrangement spatial des atomes d’une nouvelle molécule, une chimiste compare plusieurs arrangements possibles autour d’un atome. Quel critère le modèle VSEPR lui demande-t-il d’appliquer ?

21. Autour d’un atome central A, une molécule possède trois voisins X et deux paires libres E. Quelle notation VSEPR et quel nombre de domaines électroniques lui correspondent ?

22. Dans une molécule, quel ordre exprime correctement l’intensité relative des répulsions entre les trois types de paires électroniques ?

23. Pour une molécule donnée, deux géométries possibles comportent le même nombre d’interactions non liantes–non liantes à 90∘90^\circ90∘. Quel critère le modèle VSEPR compare-t-il ensuite pour les départager ?

24. Dans une molécule formée de deux atomes identiques, quel partage caractérise la liaison covalente entre eux ?

25. Dans une liaison entre deux atomes différents, l’atome P attire davantage les électrons de liaison que l’atome Q, sans transfert complet. Quel type de liaison en résulte ?

26. Dans un modèle de liaison, les deux électrons de liaison sont transférés vers l’atome A, tandis que B les perd; quelle description correspond à cette situation ?

27. Que désigne l’électronégativité χ\chiχ d’un atome ?

28. Pour comparer deux atomes A et B selon la relation de Pauling, un étudiant dispose des énergies de dissociation DABD_{AB}DAB​, DAAD_{AA}DAA​ et DBBD_{BB}DBB​, exprimées en eV. Quelle relation doit-il utiliser ?

29. Un élément R se trouve à droite de l’élément S dans la même période, et un élément T se trouve sous S dans la même famille. Quelle comparaison de leurs électronégativités est cohérente avec les tendances périodiques ?

30. Quelle propriété décrit le moment dipolaire associé à une liaison polaire ?

31. Dans une liaison, des charges partielles opposées de module 0,25e0{,}25e0,25e sont séparées de 120 pm120\,\text{pm}120pm. Quel est le module du moment dipolaire ?

32. On change l’origine utilisée pour calculer le moment dipolaire d’une molécule neutre puis d’un ion. Pour quel système la valeur reste-t-elle inchangée ?

33. Un échantillon contient des molécules diatomiques constituées chacune de deux atomes identiques. Quel moment dipolaire électrique permanent leur attribue-t-on ?

34. Une liaison est décrite par une charge partielle non nulle, mais qui n’est pas un multiple entier de la charge élémentaire. Dans quelle catégorie la classe-t-on ?

35. Pour déterminer la charge partielle d’un atome dans une molécule, quel bilan faut-il établir ?

36. Une molécule possède plusieurs liaisons polaires disposées symétriquement. Quelle condition explique qu’elle puisse néanmoins être apolaire ?

37. Pour construire une représentation de CO où le carbone respecte la règle de l’octet, quelle modification faut-il apporter à sa structure de Lewis standard ?

38. Dans CO, les contributions dipolaires des deux formes mésomères se compensent en grande partie. Quelle comparaison explique le faible dipôle moléculaire résultant ?

39. Lorsqu’on compare des éléments de la dernière colonne du tableau périodique à la plupart des autres éléments, sous quelle forme les trouve-t-on à l’état de vapeur ?

40. Pour représenter CO par sa forme mésomère à liaison triple, quelle répartition des charges formelles explique que cette forme soit prépondérante malgré la tendance liée aux électronégativités ?

41. Qu’est-ce qui assure la cohésion du noyau atomique entre ses nucléons ?

42. Quelle règle périodique John Newlands formule-t-il en 1864 pour comparer les éléments ?

43. Quel rôle joue la similarité de structure électronique de valence entre les éléments d’une même famille du tableau périodique ?

44. Quelle tendance décrit le comportement électronique des éléments situés à gauche et à droite du tableau périodique lorsqu’ils se rapprochent de la structure d’un gaz noble ?

45. Quelle différence distingue l’énergie libérée lors de la formation d’une molécule diatomique de l’énergie de dissociation de sa liaison ?

46. Dans une structure de Lewis, comment représenter une liaison dative, et quelle conséquence cette représentation a-t-elle sur l’origine des électrons liants ?

47. Pour comparer la réactivité de C₂H₆, C₂H₄ et C₂H₂, quelle évolution prévoit-on pour la longueur et l’énergie de la liaison C—C lorsque sa multiplicité augmente ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Réactions d’oxydoréduction et piles

Phylogénie et physiologie des échanges

Volcans et séismes : risques géologiques

Le monde microbien et la santé

Système climatique et variabilité

ADN et divisions cellulaires

Crée tes propres QCM

1. Un atome neutre possède $Z=11$ protons et un nombre de masse $A=23$ . Quelle composition décrit son noyau et son cortège électronique ?

16. Une mesure des liaisons C—C du benzène donne six longueurs identiques de $1{,}40\,\text{Å}$ . Quelle interprétation est cohérente avec la résonance ?

19. La structure de Lewis standard de $\mathrm{O_2}$ représente une double liaison et deux paires libres sur chaque oxygène. Quel fait concernant la molécule réelle met cette représentation en défaut ?

23. Pour une molécule donnée, deux géométries possibles comportent le même nombre d’interactions non liantes–non liantes à $90^\circ$ . Quel critère le modèle VSEPR compare-t-il ensuite pour les départager ?

27. Que désigne l’électronégativité $\chi$ d’un atome ?

28. Pour comparer deux atomes A et B selon la relation de Pauling, un étudiant dispose des énergies de dissociation $D_{AB}$ , $D_{AA}$ et $D_{BB}$ , exprimées en eV. Quelle relation doit-il utiliser ?

31. Dans une liaison, des charges partielles opposées de module $0{,}25e$ sont séparées de $120\,\text{pm}$ . Quel est le module du moment dipolaire ?