Flashcards : Modèle quantique de l’atome (100 cartes)

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1Question

Quelles propriétés Dalton attribue-t-il aux atomes en 1803 ?

Réponse

Ils sont indivisibles et ceux d’un même élément sont identiques, contrairement à ceux d’autres éléments.

2Question

Comment les atomes forment-ils les composés selon Dalton ?

Réponse

Des atomes de différents éléments se combinent selon des rapports fixes.

3Question

Comment Thomson représente-t-il l’atome dans son modèle proposé en 1897 ?

Réponse

Des électrons négatifs baignent dans une sphère de charge positive.

4Question

En quelle année Rutherford décrit-il son modèle planétaire de l’atome ?

Réponse

En 1911.

5Question

En quelle année Bohr postule-t-il des orbites électroniques d’énergie quantifiée ?

Réponse

En 1913.

6Question

Qu’expliquent les transitions électroniques entre orbites dans le modèle de Bohr ?

Réponse

Les raies spectrales d’absorption ou d’émission.

7Question

En quelle année l’approche quantique remplace-t-elle les modèles atomiques classiques ?

Réponse

En 1926.

8Question

Que ne permet pas de décrire la mécanique classique concernant les particules élémentaires ?

Réponse

Leur mouvement et le détail des spectres des atomes à plusieurs électrons.

9Question

Qu’abandonne la mécanique quantique au profit des orbitales définies par des fonctions d’onde ?

Réponse

La notion de trajectoire ou d’orbite de l’électron.

10Question

Quelle règle de Hund permet de maximiser la multiplicité dans des orbitales de même énergie ?

Réponse

La règle de Hund, formulée dans les années 1920.

11Question

Qui a associé une onde de matière à toute particule en 1924 ?

Réponse

De Broglie.

12Question

Quel principe Pauli a-t-il formulé en 1925 ?

Réponse

Le principe d’exclusion de Pauli.

13Question

Qu’affirme le principe d’indétermination de Heisenberg, publié en 1927 ?

Réponse

Il est impossible de mesurer simultanément et précisément la position et la quantité de mouvement d’un électron.

14Question

Que devient l’impulsion quand la position d’une particule est déterminée plus précisément ?

Réponse

Elle devient plus incertaine.

15Question

Quelle relation lie les incertitudes sur la quantité de mouvement et la position ?

Réponse

Δp Δx≥h4π\Delta p\,\Delta x \geq \frac{h}{4\pi}

16Question

Quelle est la formule de l’équation de Schrödinger unidimensionnelle ?

Réponse

−ℏ22md2ψdx2+Vψ=Eψ-\frac{\hbar^2}{2m}\frac{d^2\psi}{dx^2}+V\psi=E\psi

17Question

Qu’est-ce qu’une orbitale atomique ?

Réponse

Une fonction d’onde associée à un nombre quantique nn, délimitant une région où la probabilité de présence de l’électron atteint un niveau donné.

18Question

Que caractérise le nombre quantique principal nn ?

Réponse

La couche électronique et son énergie quantifiée en niveaux discrets.

19Question

Quelles valeurs le nombre quantique secondaire ll peut-il prendre ?

Réponse

l∈[0,n−1]l\in[0,n-1].

20Question

Quel ordre de remplissage électronique impose la règle de Klechkowski ?

Réponse

L’ordre croissant des énergies orbitalaires.

21Question

Combien d’électrons au maximum une case quantique peut-elle contenir selon Pauli ?

Réponse

Deux électrons.

22Question

Selon Hund, comment les cases orbitalaires de même énergie sont-elles occupées d’abord ?

Réponse

Chacune reçoit un électron avant tout appariement.

23Question

De quelles parties est constitué un atome ?

Réponse

D’un noyau central entouré d’un nuage d’électrons.

24Question

Que représente le numéro atomique ZZ d’un atome ?

Réponse

Son nombre de protons.

25Question

Comment définit-on le nombre de masse AA d’un atome ?

Réponse

La somme de ses nombres de protons et de neutrons.

26Question

Qu’est-ce qui distingue les isotopes, isotones et isobares ?

Réponse

Les isotopes ont des nombres de neutrons différents, les isotones le même nombre de neutrons et les isobares le même nombre de masse avec des numéros atomiques différents.

27Question

Quelle relation d’Einstein relie la perte de masse à l’énergie de cohésion ?

Réponse

E=mc2E=mc^2, selon Einstein.

28Question

Qu’a fait Mendeleïev pour préserver les familles chimiques dans sa table ?

Réponse

Il a inversé l’ordre de certains éléments et laissé des cases vides pour des éléments inconnus.

29Question

Quelle formule exprime la loi empirique de Moseley ?

Réponse

ν=cλ=A(Z−σ)2\nu = \frac{c}{\lambda} = A(Z-\sigma)^2

30Question

Que doivent partager les éléments d’une même période dans la classification périodique ?

Réponse

Une même ligne.

31Question

Combien de lignes et de colonnes comporte le tableau périodique actuel ?

Réponse

Il comporte 7 lignes et 18 colonnes.

32Question

Que partagent les éléments d’un même groupe dans le tableau périodique ?

Réponse

La même configuration électronique externe, appelée configuration de valence.

33Question

Que forment facilement les métaux en perdant des électrons ?

Réponse

Des cations.

34Question

Qu’est-ce qu’une famille d’éléments chimiques ?

Réponse

Un ensemble d’éléments aux propriétés semblables, généralement disposés dans la même colonne du tableau périodique.

35Question

Quels groupes comprennent les éléments de transition ?

Réponse

Les groupes 3 à 12.

36Question

À l’état condensé, comment définit-on le rayon atomique ?

Réponse

C’est la distance séparant deux atomes voisins.

37Question

Comment le rayon atomique varie-t-il avec le numéro de groupe et la période ?

Réponse

Il diminue avec le numéro de groupe et augmente avec la période.

38Question

Qu’étend le modèle de Slater aux atomes polyélectroniques ?

Réponse

Le modèle de Bohr.

39Question

De quelles interactions la constante d’écran σ\sigma tient-elle compte ?

Réponse

Des interactions entre électrons d’une même couche et avec ceux des couches inférieures.

40Question

Quelle relation définit la charge effective Z∗Z^{*} ?

Réponse

Z∗=Z−σZ^{*}=Z-\sigma

41Question

Qu’est-ce que l’énergie d’ionisation d’un atome gazeux à l’état fondamental ?

Réponse

L’énergie nécessaire pour lui arracher un électron.

42Question

Comment l’énergie d’ionisation évolue-t-elle avec le groupe et la période ?

Réponse

Elle augmente généralement avec le numéro du groupe et diminue avec celui de la période.

43Question

Qu’est-ce que l’affinité électronique d’un atome neutre ?

Réponse

L’énergie libérée ou fournie lorsqu’il capte un électron.

44Question

Quel ion se forme lorsque l’affinité électronique correspond à un gain d’électron ?

Réponse

Un ion négatif.

45Question

Que mesure l’électronégativité d’un atome dans une liaison chimique ?

Réponse

Sa capacité à attirer les électrons de la liaison.

46Question

Quelle différence d’électronégativité caractérise une liaison covalente apolaire ?

Réponse

Δχ≤0,4\Delta\chi \leq 0,4

47Question

Comment les anciens Grecs concevaient-ils l’atome comme limite de division de la matière ?

Réponse

Comme le niveau limite de division de la matière.

48Question

Quelles limites caractérisent le modèle atomique de Dalton ?

Réponse

Il ne rend pas compte des particules subatomiques, représente l’eau par HO et omet les électrons et leurs interactions.

49Question

Quelles limites caractérisent le modèle atomique de Thomson ?

Réponse

Il n’explique ni la stabilité des électrons ni les spectres atomiques.

50Question

Pourquoi le modèle de Rutherford prévoit-il un spectre continu ?

Réponse

Son énergie potentielle électronique varie continûment avec la distance au noyau.

51Question

Quel atome le modèle de Bohr explique-t-il correctement ?

Réponse

L’atome d’hydrogène.

52Question

Quelle relation de Rydberg s’applique à un atome hydrogénoïde ?

Réponse

1λ=RM(1n12−1n22),n2>n1∈N,RM=Z2R∞1+me/M\frac{1}{\lambda}=R_M\left(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_2^2}\right),\quad n_2>n_1\in\mathbb{N},\quad R_M=\frac{Z^2R_\infty}{1+m_e/M}

53Question

Quels constituants entourés d’électrons forment le noyau dense du modèle quantique de l’atome ?

Réponse

Des protons et des neutrons.

54Question

Quel scientifique introduit les quanta en 1900 ?

Réponse

Max Planck.

55Question

En quelle année Einstein applique-t-il l’idée des quanta à la lumière ?

Réponse

1905.

56Question

Qu’explique la règle de Hund concernant certains remplissages électroniques ?

Réponse

Leur stabilité particulière.

57Question

Quels nombres quantiques organisent les électrons selon le principe d’exclusion ?

Réponse

n,l,m et sn, l, m \text{ et } s.

58Question

Qu’explique le principe d’exclusion concernant les propriétés chimiques ?

Réponse

La diversité des propriétés chimiques.

59Question

Quelle relation lie les incertitudes sur la vitesse et la position ?

Réponse

Δv Δx≥h4mπ\Delta v\,\Delta x \geq \frac{h}{4m\pi}

60Question

Quelle notion classique le principe d’indétermination met-il en défaut pour l’électron ?

Réponse

La notion classique de trajectoire.

61Question

Quel type de description du comportement de l’électron le principe d’indétermination justifie-t-il ?

Réponse

Une description probabiliste comportant des incertitudes intrinsèques.

62Question

Combien de solutions l’équation de Schrödinger possède-t-elle en général ?

Réponse

Une infinité de solutions.

63Question

Que représente la fonction d’onde ψ\psi en un point P(x,y,z)P(x,y,z), dans la description présentée ?

Réponse

Une distribution de densité de probabilité de trouver un électron en ce point, indépendante du temps.

64Question

Quelle est la valeur maximale de nn connue dans le cours ?

Réponse

7.

65Question

Quelle lettre désigne la couche électronique correspondant à n=7n=7 ?

Réponse

Q.

66Question

Quel nom de sous-couche correspond à l=3l=3 ?

Réponse

f.

67Question

Quel symbole représente un électron de spin −12-\frac{1}{2} ?

Réponse

↓

68Question

Quel type de magnétisme caractérise un atome ayant des électrons non appariés ?

Réponse

Le paramagnétisme.

69Question

Quelles particules constituent le noyau atomique ?

Réponse

Des protons positifs et des neutrons neutres, de masses comparables.

70Question

Qu’est-ce qui retient les électrons dans leurs orbitales ?

Réponse

Des forces d’attraction électrostatique.

71Question

Qu’est-ce qu’un élément chimique ?

Réponse

L’ensemble des nucléides et des isotopes ayant le même numéro atomique.

72Question

Quelle valeur de l’unité de masse atomique est donnée depuis 2022 ?

Réponse

u=1NA×103=1.66053906892×10−27 kgu=\frac{1}{N_A\times 10^3}=1.66053906892\times10^{-27}\,\mathrm{kg}

73Question

Quelle énergie une mole de magnésium 24 dégage-t-elle ?

Réponse

1.82736×1013 J1.82736 \times 10^{13}\,\mathrm{J}

74Question

Quelles familles chimiques aux propriétés semblables étaient connues au XIXe siècle ?

Réponse

Les halogènes et les métaux alcalins.

75Question

Quel élément découvert en 1875 correspondait à une case vide de Mendeleïev ?

Réponse

Le gallium.

76Question

Où sont représentés les lanthanides et les actinides par rapport au tableau principal ?

Réponse

En dessous du tableau principal.

77Question

À quel groupe appartiennent les alcalino-terreux ?

Réponse

Au groupe 2.

78Question

Comment évolue le caractère métallique des éléments de transition quand le numéro de groupe augmente ?

Réponse

Il diminue progressivement.

79Question

À l’état gazeux, à quoi relie-t-on le rayon d’un atome isolé ?

Réponse

À la densité radiale de l’orbitale atomique des électrons de valence.

80Question

Quel rôle le rayon atomique joue-t-il dans les solides ?

Réponse

Il détermine les relations de coordination et la compacité de la structure.

81Question

Pourquoi les éléments du bloc d forment-ils de nombreux alliages ?

Réponse

Leurs rayons atomiques sont similaires.

82Question

Quelles valeurs de n∗n^{*} correspondent à n=1n=1 à 77, dans l’ordre ?

Réponse

1;0;0;3,7;4,0;4,2;4,31;0;0;3{,}7;4{,}0;4{,}2;4{,}3

83Question

Quelle valeur de σ\sigma donne l’exemple de cinq électrons en 4d ?

Réponse

37,437{,}4

84Question

Quelle différence d’énergies définit la première ionisation du cadmium ?

Réponse

EI=ECd+−ECdEI=E_{\mathrm{Cd}^{+}}-E_{\mathrm{Cd}}

85Question

Quelles contributions compare-t-on pour calculer la première ionisation du cadmium ?

Réponse

Celles de la couche 5s5p.

86Question

Quelle énergie calculée obtient-on pour la première ionisation du cadmium ?

Réponse

8,6 eV.

87Question

Comment l’affinité électronique varie-t-elle par rapport à l’énergie d’ionisation ?

Réponse

En sens opposé.

88Question

Quelle attribution est associée à la fonction d’onde ?

Réponse

Schrödinger, 1925.

89Question

Quel nombre quantique caractérise le niveau d’énergie d’une orbitale atomique ?

Réponse

Le nombre quantique principal n.

90Question

Que caractérise le nombre quantique secondaire l d’une orbitale atomique ?

Réponse

La forme de l’orbitale.

91Question

Que représente le nombre quantique de spin msm_s ?

Réponse

La projection du spin intrinsèque de l’électron sur un axe de quantification.

92Question

Quelles valeurs le nombre quantique de spin msm_s peut-il prendre ?

Réponse

+12+\frac{1}{2} ou −12-\frac{1}{2}.

93Question

Qu’est-ce qu’un nucléide ?

Réponse

Une classe d’atomes ayant le même nombre de protons, le même nombre de masse et le même état d’énergie nucléaire.

94Question

En quelle année Mendeleïev publie-t-il sa table périodique ?

Réponse

En 1869.

95Question

Comment Mendeleïev classe-t-il globalement les éléments dans sa table ?

Réponse

Par masse atomique.

96Question

Quelles propriétés distinguent les métaux pauvres des métaux de transition ?

Réponse

Leurs propriétés métalliques sont moins marquées.

97Question

Où se situe la famille des métaux pauvres dans le tableau périodique ?

Réponse

Elle commence avec l’aluminium et traverse le bloc p en diagonale jusqu’au polonium.

98Question

Quel ordre différentiel caractérise l’équation de Schrödinger ?

Réponse

Le deuxième ordre.

99Question

Qu’est-ce que la contraction des lanthanides ?

Réponse

La diminution progressive du rayon atomique quand le numéro atomique augmente dans la série des lanthanides.

100Question

Pourquoi la contraction des lanthanides se produit-elle ?

Réponse

Les électrons supplémentaires occupent la sous-couche interne 4f et écrantent imparfaitement la charge nucléaire croissante.

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Teste tes connaissances avec un QCM de 58 questions sur Modèle quantique de l’atome.

1. Quelle conception de l’atome Dalton propose-t-il en 1803 ?

2. Lors d’une réaction chimique, des molécules de deux substances se transforment en de nouveaux composés. Quelle interprétation correspond au modèle de Dalton ?

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