QCM : Modèle quantique de l’atome (58 questions)

Question 1

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

Des atomes identiques pour tous les éléments, mais de masses différentes

Des atomes indivisibles, identiques pour un même élément et différents entre éléments

Des atomes divisibles, identiques pour tous les éléments

Des électrons négatifs répartis dans une sphère positive

Explication

Dalton propose en 1803 que les atomes sont indivisibles et que ceux d’un même élément sont identiques, contrairement à ceux d’autres éléments. Les atomes divisibles contredisent son modèle, tandis que les électrons dans une sphère positive relèvent de Thomson.

Answer

Des atomes indivisibles, identiques pour un même élément et différents entre éléments

Question 2

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

Les atomes se réorganisent selon des proportions variables propres à chaque réaction

Les atomes se réorganisent en conservant leur nombre et se combinent selon des rapports fixes

La matière se transforme sans réorganisation des atomes qui la composent

Les atomes sont créés pour former les nouveaux composés selon des rapports fixes

Explication

Pour Dalton, les composés associent des atomes selon des rapports fixes et une réaction réorganise les atomes sans les créer ni les détruire. La création d’atomes nie leur conservation, et des proportions variables contredisent les rapports fixes.

Answer

Les atomes se réorganisent en conservant leur nombre et se combinent selon des rapports fixes

Question 3

3. Quel modèle Thomson propose-t-il en 1897 après la découverte de l’électron ?

Des électrons circulant sur des orbites circulaires d’énergie quantifiée

Des électrons négatifs baignant dans une sphère de charge positive

Des atomes indivisibles identiques pour chaque élément

Des électrons gravitant autour d’un noyau central immobile

Explication

Le modèle du « plum pudding » de Thomson représente des électrons négatifs baignant dans une sphère positive. Les orbites quantifiées sont associées à Bohr, le noyau central à Rutherford et les atomes indivisibles à Dalton.

Answer

Des électrons négatifs baignant dans une sphère de charge positive

Question 4

4. Quelle description de l’atome Rutherford propose-t-il en 1911 ?

Un noyau entouré d’électrons sur des orbites circulaires d’énergie quantifiée

Une sphère positive contenant des électrons négatifs sans structure définie

Un ensemble d’atomes indivisibles combinés selon des rapports fixes

Un noyau immobile entouré d’électrons suivant des trajectoires planes circulaires ou elliptiques

Explication

Rutherford décrit en 1911 un noyau immobile autour duquel les électrons suivent des trajectoires planes définies, circulaires ou elliptiques. Les orbites quantifiées sont le postulat de Bohr, tandis que la sphère positive correspond à Thomson.

Answer

Un noyau immobile entouré d’électrons suivant des trajectoires planes circulaires ou elliptiques

Question 5

5. Dans un modèle atomique, un électron demeure sur une orbite circulaire stable et d’énergie quantifiée. Que prévoit ce modèle pour le rayonnement de l’électron sur cette orbite ?

Il rayonne à intervalles réguliers même sans changer d’orbite

Il absorbe continuellement de l’énergie en restant sur cette orbite

Il émet continuellement un spectre de rayonnement continu

Il ne rayonne pas tant qu’il reste sur cette orbite stable

Explication

Dans le modèle de Bohr, les électrons occupent des orbites circulaires d’énergie quantifiée et ne rayonnent pas lorsqu’ils restent sur une orbite stable. L’émission est liée aux transitions, tandis que l’émission continue est une difficulté du modèle de Rutherford.

Answer

Il ne rayonne pas tant qu’il reste sur cette orbite stable

Question 6

6. Un atome absorbe de l’énergie et un électron passe d’une orbite à une autre. Dans le modèle de Bohr, comment ce changement est-il relié au spectre ?

Le passage entre orbites contribue à produire une raie spectrale d’absorption ou d’émission

Le passage entre orbites supprime les raies spectrales observables

La présence d’un noyau immobile produit un spectre continu d’absorption

Le maintien sur une orbite stable produit un spectre continu d’émission

Explication

Dans le modèle de Bohr, les transitions entre orbites expliquent les raies spectrales d’absorption ou d’émission. Un électron qui reste sur une orbite stable ne rayonne pas, et un spectre continu est la prédiction problématique du modèle de Rutherford.

Answer

Le passage entre orbites contribue à produire une raie spectrale d’absorption ou d’émission

Question 7

7. Un physicien veut utiliser la mécanique classique pour prévoir le mouvement d’un électron et expliquer les raies détaillées d’un atome à plusieurs électrons. Quelle limite doit-il prendre en compte ?

Elle décrit le mouvement, mais pas les spectres des atomes à un seul électron.

Elle ne décrit ni le mouvement des particules élémentaires ni le détail de ces spectres.

Elle décrit les particules élémentaires, mais pas la formation des orbitales.

Elle explique les spectres, mais pas la composition du noyau atomique.

Explication

La mécanique classique ne rend compte ni du mouvement des particules élémentaires ni du détail des spectres des atomes à plusieurs électrons. La restriction aux atomes à un électron transpose une réussite partielle des modèles antérieurs, tandis que la composition du noyau et les orbitales ne définissent pas cette limite.

Answer

Elle ne décrit ni le mouvement des particules élémentaires ni le détail de ces spectres.

Question 8

8. Dans le modèle quantique, quelle notion remplace la trajectoire de l’électron autour du noyau ?

Des orbites fixes définies par des niveaux d’énergie.

Des trajectoires circulaires définies par la vitesse.

Des noyaux décrits par des fonctions d’onde.

Des orbitales définies par des fonctions d’onde.

Explication

Le modèle quantique abandonne la trajectoire ou l’orbite de l’électron au profit d’orbitales définies par des fonctions d’onde. Les orbites fixes renvoient au modèle de Bohr, les trajectoires circulaires reprennent la représentation classique, et le noyau n’est pas l’objet décrit ici par les orbitales.

Answer

Des orbitales définies par des fonctions d’onde.

Question 9

9. Qui a introduit en 1900 l’idée que l’énergie se transfère par quanta, en multiples entiers de $h\nu$ ?

Albert Einstein.

Max Planck.

Niels Bohr.

Louis de Broglie.

Explication

Max Planck introduit en 1900 l’idée d’un transfert d’énergie par quantités discrètes, multiples entiers de $h\nu$ . Einstein applique ensuite cette idée à la lumière, Bohr quantifie des orbites et De Broglie associe une onde à la matière.

Answer

Max Planck.

Question 10

10. Dans une sous-couche composée de plusieurs orbitales de même énergie, quelle configuration suit la règle de Hund avant tout appariement ?

Un électron dans chaque orbitale, avec des spins opposés.

Les électrons répartis d’abord dans les orbitales d’énergie différente.

Deux électrons appariés dans une orbitale, les autres restant vides.

Un électron dans chaque orbitale, avec des spins parallèles.

Explication

La règle de Hund prévoit que les orbitales de même énergie sont occupées séparément d’abord, avec des spins parallèles, avant l’appariement. L’appariement immédiat inverse l’ordre de remplissage, les spins opposés ne respectent pas la règle, et les niveaux d’énergie différents ne correspondent pas à la situation décrite.

Answer

Un électron dans chaque orbitale, avec des spins parallèles.

Question 11

11. Quelle idée De Broglie formule-t-il en 1924 au sujet des particules de matière, notamment des électrons ?

À chaque orbitale de même énergie est associé un spin parallèle.

À chaque particule de matière est associée une onde de matière.

À chaque particule de matière est associé un niveau d’énergie quantifié.

À chaque particule de lumière est associée une onde de matière.

Explication

De Broglie associe en 1924 une onde, appelée onde de matière, à toute particule de matière, dont l’électron. Le photon relève de l’application des quanta à la lumière par Einstein, la répartition des spins relève de Hund, et les niveaux quantifiés sont associés au modèle de Bohr.

Answer

À chaque particule de matière est associée une onde de matière.

Question 12

12. Dans un atome, deux électrons occupent des orbitales différentes. Quelle condition le principe d’exclusion de Pauli leur impose-t-il ?

Ils ne peuvent pas avoir le même ensemble de nombres quantiques.

Ils ne peuvent pas partager la même orbitale, même avec des spins différents.

Ils doivent avoir des spins parallèles dans toutes les orbitales.

Ils doivent occuper des orbitales de niveaux d’énergie différents.

Explication

Pauli interdit à deux électrons d’un même atome de posséder le même ensemble de nombres quantiques, même s’ils occupent des orbitales différentes. Les spins parallèles caractérisent la règle de Hund pour des orbitales dégénérées, et l’interdiction porte sur l’ensemble des nombres quantiques, non sur la seule orbitale.

Answer

Ils ne peuvent pas avoir le même ensemble de nombres quantiques.

Question 13

13. Lors d’une expérience, on cherche à mesurer simultanément avec grande précision la position et la quantité de mouvement d’un électron. Quel principe fixe une limite fondamentale à cette mesure ?

La quantification de l’énergie de Bohr

Le principe d’indétermination de Heisenberg

La relation de longueur d’onde de De Broglie

La dualité onde-particule de De Broglie

Explication

Le principe d’indétermination de Heisenberg, formulé en 1927, établit l’impossibilité de mesurer simultanément et avec précision la position et la quantité de mouvement d’un électron. La dualité onde-particule concerne la nature de la matière, la quantification de Bohr porte sur l’énergie et la relation de De Broglie relie longueur d’onde et quantité de mouvement.

Answer

Le principe d’indétermination de Heisenberg

Question 14

14. Dans une expérience, la position d’une particule est déterminée plus précisément qu’auparavant. Quelle évolution de l’incertitude sur son impulsion est attendue ?

Elle augmente.

Elle devient nulle.

Elle diminue.

Elle reste inchangée.

Explication

Les incertitudes sur la position et l’impulsion varient en sens opposés : une position mieux déterminée s’accompagne d’une impulsion plus incertaine. Dire que les deux incertitudes diminuent ensemble inverse cette relation; l’impulsion n’est pas la position et sa précision ne devient pas automatiquement parfaite.

Answer

Elle augmente.

Question 15

15. Pour un électron, une mesure fournit une incertitude de position $\Delta x$ . Quelle contrainte doit satisfaire l’incertitude de quantité de mouvement $\Delta p$ ?

\Delta p \geq \frac{1}{4\pi h\Delta x}

\Delta p \geq \frac{h}{4\pi\Delta x}

\Delta p \geq \frac{h}{2\pi\Delta x}

\Delta p \leq \frac{h}{4\pi\Delta x}

Explication

La relation $\Delta p\,\Delta x \geq \frac{h}{4\pi}$ impose, pour une incertitude de position donnée, $\Delta p \geq \frac{h}{4\pi\Delta x}$ . Le signe inférieur inverse la contrainte, $2\pi$ remplace à tort le facteur indiqué et l’inversion de $h$ omet la constante de Planck au numérateur.

Answer

$$\Delta p \geq \frac{h}{4\pi\Delta x}$$

Question 16

16. Pour décrire une particule de masse $m$ dans une dimension, un étudiant doit choisir l’équation de Schrödinger stationnaire avec énergie potentielle $V$ . Quelle équation doit-il utiliser ?

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

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

-\frac{h^2}{2m}\frac{d\psi}{dx}+V\psi=E\psi

\frac{\hbar^2}{2m}\frac{d^2\psi}{dx^2}+V\psi=E\psi

Explication

L’équation unidimensionnelle comprend un terme cinétique négatif avec la dérivée seconde de $\psi$ , la constante réduite $\hbar$ , puis le terme potentiel $V\psi$ égal à $E\psi$ . Le signe positif inverse le terme cinétique, la dérivée première et $h$ modifient la forme requise, tandis que l’échange de $E$ et $V$ change l’équation.

Answer

$$-\frac{\hbar^2}{2m}\frac{d^2\psi}{dx^2}+V\psi=E\psi$$

Question 17

17. Un modèle atomique représente une région de l’espace où la probabilité de présence de l’électron atteint environ 90 à 95 %, et associe cette région à un nombre quantique $n$ . De quoi s’agit-il ?

D’une fonction d’onde sans nombre quantique associé

D’une trajectoire électronique

D’une orbitale atomique

D’un niveau d’énergie

Explication

Une orbitale atomique est une fonction d’onde associée à un nombre quantique $n$ et représente un domaine où la probabilité de présence de l’électron atteint un niveau donné, usuellement 90 à 95 %. Une trajectoire est une représentation classique, un niveau d’énergie ne désigne pas ce domaine spatial, et l’option sur une fonction d’onde omet l’association caractéristique à $n$ .

Answer

D’une orbitale atomique

Question 18

18. Un électron passe d’un niveau d’énergie autorisé à un autre dans un atome. Quelle description du nombre quantique principal convient à cette situation ?

n caractérise la couche et correspond à une énergie quantifiée

n caractérise l’orientation et correspond à une énergie quantifiée

n caractérise la couche et permet une énergie continue

n caractérise la sous-couche et correspond à une énergie quantifiée

Explication

Le nombre quantique principal n caractérise la couche électronique et quantifie l’énergie, qui ne prend que des niveaux discrets. La sous-couche relève de l; une énergie continue contredit la quantification; l’orientation relève de m.

Answer

n caractérise la couche et correspond à une énergie quantifiée

Question 19

19. Pour un électron de la couche définie par $n=4$ , quelles valeurs de $l$ sont permises ?

1, 2, 3, 4

0, 1, 2, 3, 4

0, 1, 2

0, 1, 2, 3

Explication

Les valeurs autorisées vérifient $l\in[0,n-1]$ ; pour $n=4$ , elles vont donc de 0 à 3. Inclure 4 dépasse la borne; commencer à 1 omet la sous-couche correspondant à l=0; limiter à 2 omet une valeur permise.

Answer

$$0, 1, 2, 3$$

Question 20

20. Une sous-couche est caractérisée par $l=2$ . Quelles valeurs le nombre quantique magnétique $m$ peut-il prendre ?

-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3

0, 1, 2

-2, -1, 0, 1, 2

-2, 0, 2

Explication

Pour une valeur donnée de l, m prend toutes les valeurs entières de $-l$ à $+l$ ; avec $l=2$ , cela donne les cinq valeurs indiquées. N’utiliser que les valeurs de l confond les nombres quantiques; omettre les valeurs négatives réduit à tort les orientations; étendre jusqu’à 3 dépasse la borne.

Answer

$$-2, -1, 0, 1, 2$$

Question 21

21. Dans un atome, deux orbitales disponibles ont des énergies différentes. Par laquelle commence le remplissage électronique selon Klechkowski ?

L’orbitale de plus basse énergie

L’orbitale qui possède le plus grand nombre d’orientations

L’orbitale dont les électrons ont des spins parallèles

L’orbitale de plus haute énergie

Explication

La règle de Klechkowski impose le remplissage selon l’ordre croissant des énergies orbitalaires, en commençant par la plus basse. La règle de Hund concerne les orbitales de même énergie; commencer par la plus haute inverse l’ordre; le nombre d’orientations ou le spin ne remplace pas le critère énergétique.

Answer

L’orbitale de plus basse énergie

Question 22

22. Une case quantique contient déjà un électron de spin $+\frac{1}{2}$ . Quel électron peut s’y ajouter sans enfreindre la règle de Pauli ?

Un électron de spin

-\frac{1}{2}

Un électron de spin quelconque, sans restriction

Un électron de spin

+\frac{1}{2}

Deux électrons supplémentaires de spins opposés

Explication

Une case quantique peut contenir au maximum deux électrons, et leurs spins doivent être opposés; après $+\frac{1}{2}$ , l’électron ajouté doit donc avoir $-\frac{1}{2}$ . Des spins identiques violent Pauli; interdire tout second électron ignore la capacité de deux; un spin sans restriction ne respecte pas la condition d’opposition.

Answer

Un électron de spin $$-\frac{1}{2}$$

Question 23

23. Trois orbitales de même énergie sont disponibles dans une sous-couche et quatre électrons doivent y être placés. Quelle répartition respecte la règle de Hund ?

Quatre électrons dans une seule orbitale

Un électron dans chacune de quatre orbitales distinctes

Deux électrons dans chacune des deux premières orbitales

Un électron dans chaque orbitale, puis un second dans l’une d’elles

Explication

La règle de Hund demande d’occuper d’abord séparément les orbitales de même énergie avant d’apparier les électrons; le quatrième s’apparie donc dans l’une des trois orbitales déjà occupées. Apparier avant d’occuper chacune des trois contredit cette règle; une case ne peut contenir quatre électrons; la répartition proposée dans quatre orbitales ne correspond pas au cas décrit.

Answer

Un électron dans chaque orbitale, puis un second dans l’une d’elles

Question 24

24. Quelle description correspond à la structure générale d’un atome ?

Des protons et des neutrons dispersés sans noyau

Un nuage central entouré d’un noyau d’électrons

Un noyau central entouré d’un nuage d’électrons

Un noyau formé d’électrons entouré de protons

Explication

Un atome est constitué d’un noyau central entouré d’un nuage d’électrons. La description du noyau seul omet les électrons, l’inversion place mal les constituants, et des nucléons dispersés ne correspondent pas à la structure décrite.

Answer

Un noyau central entouré d’un nuage d’électrons

Question 25

25. Un atome neutre possède 12 protons. Quelle valeur de numéro atomique $Z$ et combien d’électrons a-t-il ?

Z=11

et 12 électrons

Z=12

et 12 électrons

Z=12

et 11 électrons

Z=24

et 12 électrons

Explication

Le numéro atomique $Z$ est le nombre de protons; dans un atome neutre, le nombre d’électrons est égal à celui des protons. La valeur 24 confond $Z$ et le nombre de masse, tandis que les autres choix rompent l’égalité propre à la neutralité ou attribuent une mauvaise valeur à $Z$ .

Answer

$$Z=12$$ et 12 électrons

Question 26

26. Un noyau contient 9 protons et 10 neutrons. Quel est son nombre de masse $A$ ?

28

9

1

19

Explication

Le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons : $A=9+10=19$ . La valeur 9 omet les neutrons, 1 résulte d’une soustraction, et 28 correspond à un double comptage des protons ajouté aux neutrons.

Answer

Isotones, puis isobares

Answer

Une perte de masse est convertie en énergie de cohésion nucléaire

Answer

$$E=mc^2$$

Answer

$$1.82736 \times 10^{13}\,\mathrm{J}$$

Answer

Inverser l’ordre de certains éléments et laisser une case vide pour un élément encore inconnu

Answer

Le numéro atomique croissant $$Z$$

Answer

Même période sur une ligne, même couche de valence dans une colonne

Answer

7 lignes et 18 colonnes

Answer

À un métal

Answer

Une couche f incomplète

Answer

Un ensemble aux propriétés semblables, généralement dans la même colonne

Answer

Aux éléments de transition

Answer

Aux gaz rares

Answer

La répétition de motifs dans les configurations électroniques

Answer

La distance séparant les deux atomes voisins

Answer

Il augmente en descendant une période et diminue vers un groupe de numéro supérieur

Answer

Il étend le modèle de Bohr aux atomes polyélectroniques et fournit une méthode de calcul des énergies tenant compte des interactions électroniques

Answer

Elle représente les interactions avec les électrons de la même couche et des couches inférieures, et a la même valeur pour les électrons de cette couche

Answer

L’énergie nécessaire pour arracher un électron à un atome gazeux dans son état fondamental

Answer

Elle est généralement plus élevée à droite dans une période et plus faible en descendant un groupe

Answer

L’énergie libérée ou fournie lors de la formation d’un ion négatif

Answer

Une affinité électronique et un ion négatif

Answer

Comme une liaison covalente polaire

Answer

Son rayon atomique est plus grand

Answer

La probabilité de sa localisation

Answer

n, ℓ et m

Answer

La projection du spin intrinsèque sur un axe de quantification

Answer

Ils ne constituent pas le même nucléide, car leur nombre de masse diffère

Answer

Un classement global par masse atomique, avec les éléments aux propriétés semblables réunis dans une même famille

Answer

Les métaux pauvres

Answer

Une diminution progressive, car l’écrantage imparfait laisse croître l’attraction nucléaire effective

Question 27

27. Trois nucléides sont comparés : P et Q ont le même nombre de neutrons; Q et R ont le même nombre de masse, mais des numéros atomiques différents. Quelle classification s’applique respectivement à P et Q, puis à Q et R ?

Isotones, puis isobares

Isobares, puis isotones

Isotopes, puis isobares

Isotones, puis isotopes

Explication

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

Question 28

28. Pourquoi la masse d’un atome diffère-t-elle de la somme des masses de ses protons, neutrons et électrons ?

Une perte de masse est convertie en énergie de cohésion nucléaire

Les isotopes ont des nombres de neutrons différents

La charge des électrons réduit la masse totale de l’atome

L’énergie de cohésion s’ajoute à la masse totale des constituants

Explication

La formation du noyau entraîne une perte de masse convertie en énergie de cohésion nucléaire, ce qui explique l’écart. Les différences entre isotopes ne sont pas la cause de cet écart, et la charge des électrons ne l’explique pas non plus; l’énergie correspond à une perte de masse, pas à un ajout.

Question 29

29. Lors de la formation d’un noyau, une perte de masse $m$ est mesurée. Quelle relation permet de déterminer l’énergie de cohésion correspondante ?

E=\frac{m}{c}

E=mc

E=mc^3

E=mc^2

Explication

La relation d’Einstein convertit la perte de masse en énergie selon $E=mc^2$ . $E=mc$ omet le carré, $E=mc^3$ ajoute une puissance incorrecte et $E=\frac{m}{c}$ divise par la vitesse de la lumière.

Question 30

30. Pour une mole de magnésium 24, quelle énergie est dégagée si l’énergie libérée par un noyau est de $3.0344 \times 10^{-11}\,\mathrm{J}$ et que la mole contient $N_A$ noyaux ?

1.82736 \times 10^{-13}\,\mathrm{J}

4.184 \times 10^{12}\,\mathrm{J}

3.0344 \times 10^{-11}\,\mathrm{J}

1.82736 \times 10^{13}\,\mathrm{J}

Explication

L’énergie molaire s’obtient en multipliant l’énergie par noyau par le nombre d’Avogadro, ce qui donne $1.82736 \times 10^{13}\,\mathrm{J}$ . $3.0344 \times 10^{-11}\,\mathrm{J}$ omet la multiplication, $4.184 \times 10^{12}\,\mathrm{J}$ correspond à l’énergie d’une kilotonne de TNT, et la puissance négative résulte d’une erreur d’exposant.

Question 31

31. En construisant son tableau, une chimiste constate qu’un ordre fondé sur la masse atomique sépare deux éléments aux propriétés semblables. Quelle démarche correspond à celle de Mendeleïev pour préserver les familles ?

Répéter un élément connu dans la case afin de maintenir la famille chimique

Classer les éléments par numéro atomique et supprimer les cases laissées libres

Inverser l’ordre de certains éléments et laisser une case vide pour un élément encore inconnu

Conserver l’ordre de masse et séparer les éléments semblables dans des colonnes différentes

Explication

Pour maintenir ensemble les familles chimiques, Mendeleïev inversait parfois l’ordre de certains éléments et laissait des cases vides en postulant l’existence d’éléments encore inconnus. Conserver l’ordre de masse compromet les familles, le classement par numéro atomique appartient à la classification moderne, et répéter un élément connu ne correspond pas à sa démarche.

Question 32

32. Lorsqu’un tableau périodique est réorganisé après l’établissement de la loi de Moseley, quel critère remplace le classement par masse atomique ?

La masse atomique croissante

Le numéro atomique décroissant

Z

La fréquence croissante des rayons X

Le numéro atomique croissant

Z

Explication

Après la loi de Moseley, les éléments sont classés par numéro atomique croissant $Z$ , plutôt que par masse atomique. La masse atomique reprend l’ancien critère, la fréquence des rayons X n’est pas le principe de classement, et l’ordre décroissant inverse le sens établi.

Question 33

33. En organisant des éléments selon la règle de construction du tableau périodique, quelle disposition faut-il retenir pour ceux qui ont une même période et ceux qui ont une même couche de valence ?

Même période sur une ligne, même couche de valence dans une colonne

Même période dans une colonne, même couche de valence sur une ligne

Même période et même couche de valence sur une ligne

Même période et même couche de valence dans une colonne

Explication

La classification place les éléments d’une même période sur une même ligne et ceux ayant la même couche de valence dans une même colonne. L’inversion lignes-colonnes brouille les deux critères, tandis que les deux autres réponses attribuent les deux critères à une seule direction.

Question 34

34. Combien de lignes et de colonnes le tableau périodique actuel comporte-t-il ?

18 lignes et 7 colonnes

8 lignes et 18 colonnes

7 lignes et 18 colonnes

7 lignes et 8 colonnes

Explication

Le tableau périodique actuel est subdivisé en 7 lignes et 18 colonnes. L’inversion correspond à confondre périodes et groupes, tandis que les autres valeurs ne décrivent pas ses dimensions actuelles.

Question 35

35. Un élément perd facilement des électrons et forme des cations; son oxyde donne un comportement basique. À quelle catégorie correspond-il le mieux ?

À un métalloïde

À un non-métal

À un gaz rare

À un métal

Explication

Les métaux perdent facilement des électrons pour former des cations et leurs oxydes sont basiques. Les non-métaux captent des électrons et ont des oxydes acides; les métalloïdes ont un comportement intermédiaire, et les gaz rares ne sont pas définis par ces critères.

Question 36

36. Un élément est classé dans le bloc F parce que sa couche f n’est pas complète. Quel critère justifie ce classement ?

Une couche s incomplète

Une couche f incomplète

Une couche p incomplète

Une couche d incomplète

Explication

Le bloc F regroupe les éléments dont la couche f est incomplète. Une couche d, p ou s incomplète renvoie à un autre type de sous-couche et ne justifie pas ce classement.

Question 37

37. Dans le tableau périodique, comment reconnaît-on généralement une famille d’éléments chimiques ?

Un ensemble aux propriétés semblables, généralement dans la même colonne

Un ensemble aux propriétés semblables, généralement dans la même ligne

Un ensemble ayant la même configuration dans toutes ses couches

Un ensemble occupant le même bloc, quelles que soient ses propriétés

Explication

Une famille rassemble des éléments aux propriétés semblables, généralement disposés dans la même colonne. Une ligne correspond à une période; la définition ne requiert ni une configuration identique de toutes les couches ni l’appartenance à un bloc entier.

Question 38

38. Un élément appartient au groupe 8 et présente une configuration de valence de type $d^6s^2$ . À quelle catégorie périodique appartient-il ?

Aux métaux pauvres

Aux alcalins

Aux alcalino-terreux

Aux éléments de transition

Explication

Les éléments de transition comprennent les groupes 3 à 12 et ont une couche de valence de configuration $d^xs^2$ ; le groupe 8 en fait donc partie. Les alcalino-terreux sont du groupe 2 avec une valence $s^2$ , les alcalins ont une valence $s^1$ , et les métaux pauvres sont décrits comme une famille distincte.

Question 39

39. Dans un échantillon, un élément possède une couche de valence complète et ne tend pas à s’allier à d’autres éléments. À quelle famille appartient-il ?

Aux alcalino-terreux

Aux gaz rares

Aux alcalins

Aux halogènes

Explication

Les gaz rares ont une couche de valence complète et n’ont pas tendance à s’allier avec d’autres éléments. Les halogènes, les alcalins et les alcalino-terreux ne sont pas caractérisés par cette combinaison de propriétés.

Question 40

40. En comparant plusieurs groupes du tableau périodique, une équipe constate que les propriétés chimiques se répètent à intervalles réguliers. Quel principe explique cette périodicité ?

La seule augmentation régulière du numéro atomique

La répétition de motifs dans les configurations électroniques

La ressemblance de propriétés indépendante des configurations électroniques

La répétition d’un même nombre de couches dans les groupes

Explication

La périodicité des propriétés chimiques découle de la répétition de motifs dans les configurations électroniques, et les éléments d’un même groupe partagent la configuration de leur couche de valence. Un même nombre de couches ne caractérise pas les groupes, et le numéro atomique croissant à lui seul n’explique pas cette périodicité.

Question 41

41. Deux atomes voisins sont observés dans un solide condensé. Quelle grandeur correspond au rayon atomique dans cette situation ?

Le rayon covalent de l’élément

La distance entre le noyau et l’électron le plus externe

La distance séparant les deux atomes voisins

La densité radiale de l’orbitale de valence

Explication

À l’état condensé, le rayon atomique est défini comme la distance séparant deux atomes voisins. Le rayon covalent correspond au cas d’un atome dans une molécule, tandis que la densité radiale concerne l’atome isolé à l’état gazeux.

Question 42

42. En comparant des éléments d’un même tableau périodique, quelle évolution du rayon atomique prévoit-on en descendant une période et en progressant vers un groupe de numéro supérieur ?

Il augmente dans les deux directions du tableau périodique

Il diminue en descendant une période et augmente vers un groupe de numéro supérieur

Il augmente en descendant une période et diminue vers un groupe de numéro supérieur

Il diminue dans les deux directions du tableau périodique

Explication

Le rayon atomique augmente lorsque la période augmente et diminue lorsque le numéro de groupe augmente; ses variations sont discontinues aux changements de période. Inverser l’une de ces directions conduit aux deux premières erreurs décrites dans les distracteurs.

Question 43

43. Pour estimer l’énergie des électrons d’un atome comportant plusieurs électrons, quel apport caractérise le modèle de Slater par rapport au modèle de Bohr ?

Il étend le modèle de Bohr aux atomes polyélectroniques et fournit une méthode de calcul des énergies tenant compte des interactions électroniques

Il décrit des électrons en orbite autour d’un noyau immobile sans tenir compte des interactions électroniques

Il détermine la forme des orbitales à partir des nombres quantiques de l’électron

Il représente l’atome comme une sphère positive dans laquelle sont répartis des électrons

Explication

Le modèle de Slater étend le modèle de Bohr aux atomes polyélectroniques et propose une méthode simple de calcul des énergies qui tient compte des interactions entre électrons. Les orbites planétaires, la sphère positive et les nombres quantiques des orbitales renvoient à d’autres descriptions.

Question 44

44. Dans un calcul de Slater, quelle interprétation faut-il donner à la constante d’écran attribuée à un électron d’une couche donnée ?

Elle représente les interactions avec les électrons de la même couche et des couches inférieures, avec une valeur propre à chaque électron

Elle représente les interactions avec les électrons de la même couche et des couches supérieures, et a la même valeur pour les électrons de cette couche

Elle correspond à la charge nucléaire de l’atome et reste identique pour tous ses électrons

Elle représente les interactions avec les électrons de la même couche et des couches inférieures, et a la même valeur pour les électrons de cette couche

Explication

La constante d’écran σ tient compte des interactions avec les électrons de la même couche et des couches inférieures; elle est identique pour les électrons d’une même couche. Les couches supérieures ne font pas partie de cette définition, et σ n’est pas la charge nucléaire Z.

Question 45

45. Un atome possède une charge nucléaire $Z=17$ et, pour un électron considéré, une constante d’écran $\sigma=10$ . Quelle charge effective $Z^{*}$ faut-il utiliser ?

7

-7

27

170

Explication

La charge effective est calculée par $Z^{*}=Z-\sigma$ ; ici, $17-10=7$ . Additionner donne 27, inverser la soustraction donne −7, et multiplier les valeurs ne correspond pas à la règle.

Question 46

46. Quelle énergie désigne l’énergie d’ionisation d’un atome ?

L’énergie libérée ou fournie lorsqu’un atome neutre capte un électron

L’énergie nécessaire pour arracher un électron à un atome gazeux dans son état fondamental

L’énergie nécessaire pour arracher un électron à un ion positif dans son état fondamental

L’énergie nécessaire pour exciter un atome gazeux depuis son état fondamental

Explication

L’énergie d’ionisation correspond à l’arrachement d’un électron à un atome gazeux dans son état fondamental. La capture d’un électron relève de l’affinité électronique, l’ion positif n’est pas l’atome initial visé et l’excitation ne retire pas l’électron.

Question 47

47. En comparant deux éléments sans exception périodique, l’un situé plus à droite dans la même période et l’autre plus bas dans le même groupe, quelle tendance générale suit l’énergie d’ionisation ?

Elle est généralement plus faible à droite dans une période et plus faible en descendant un groupe

Elle est généralement plus élevée à droite dans une période et plus élevée en descendant un groupe

Elle est généralement plus élevée à droite dans une période et plus faible en descendant un groupe

Elle est généralement plus faible à droite dans une période et plus élevée en descendant un groupe

Explication

L’énergie d’ionisation augmente généralement avec le numéro du groupe et diminue quand le numéro de période augmente : elle tend donc à augmenter vers la droite et à diminuer vers le bas. Les autres tendances inversent l’une ou les deux directions.

Question 48

48. Que décrit l’affinité électronique lorsqu’un atome neutre capte un électron ?

L’énergie nécessaire pour attirer des électrons dans une liaison chimique

L’énergie libérée lors de l’arrachement d’un électron à un ion négatif

L’énergie nécessaire à l’arrachement d’un électron et à la formation d’un ion positif

L’énergie libérée ou fournie lors de la formation d’un ion négatif

Explication

L’affinité électronique est l’énergie libérée ou fournie dans la réaction où un atome neutre gagne un électron et devient négatif. L’arrachement produit un ion positif et correspond à l’ionisation, tandis que l’attraction dans une liaison définit l’électronégativité.

Question 49

49. Un atome neutre capte un électron au cours d’une réaction. Quel type de processus et quel ion sont obtenus ?

Une ionisation et un ion positif

Une affinité électronique et un ion négatif

Une ionisation et un ion négatif

Une affinité électronique et un ion positif

Explication

Le gain d’un électron par un atome neutre relève de l’affinité électronique et forme un ion négatif. L’ionisation correspond à une perte d’électron, qui donne un ion positif.

Question 50

50. Une liaison entre deux atomes présente une différence d’électronégativité $\Delta\chi=1{,}2$ . Comment la classe-t-on selon les seuils indiqués ?

Comme une liaison ionique

Comme une liaison covalente polaire

Comme une liaison covalente apolaire

Comme une liaison dont le type ne peut pas être déterminé par

\Delta\chi

Explication

Une différence comprise entre $0{,}4$ et $1{,}7$ correspond à une liaison covalente polaire, et $1{,}2$ appartient à cet intervalle. Le seuil apolaire concerne les valeurs au plus égales à $0{,}4$ , tandis que le seuil ionique commence à $1{,}7$ .

Question 51

51. Dans une comparaison, les électrons d’un atome sont moins liés au noyau parce que sa charge nucléaire effective est plus faible. Quelle conséquence prévoit-on pour son rayon atomique ?

Son rayon atomique est plus grand

Son rayon atomique reste identique

Son rayon atomique devient nul

Son rayon atomique est plus petit

Explication

Une charge effective plus faible lie moins fortement les électrons au noyau, ce qui est associé à un rayon atomique plus grand. La réponse « plus petit » inverse cette relation; la charge ionique et l’électronégativité ne sont pas la relation décrite ici.

Question 52

52. Dans le modèle quantique, que décrit la fonction d’onde de l’électron ?

Sa trajectoire exacte dans l’espace

La probabilité de sa localisation

L’orientation de son spin

La valeur de son énergie potentielle

Explication

La fonction d’onde décrit la localisation de l’électron de manière probabiliste. Une trajectoire exacte relève d’une conception classique, tandis que l’énergie potentielle et le spin ne définissent pas cette description.

Question 53

53. Pour caractériser une orbitale, une étudiante doit préciser son niveau d’énergie, sa forme et son orientation dans l’espace. Quels nombres quantiques doit-elle utiliser ?

n, ℓ et m

ℓ, m et s

n, m et s

n, ℓ et s

Explication

Le nombre principal n caractérise le niveau d’énergie, ℓ la forme et m l’orientation de l’orbitale. Le nombre magnétique ne fixe pas la forme, le spin décrit l’orientation du spin de l’électron et non celle de l’orbitale, et ℓ ne caractérise pas le niveau d’énergie.

Question 54

54. Dans un atome, que représente le nombre quantique de spin $m_s$ de l’électron ?

La projection du spin intrinsèque sur un axe de quantification

Le niveau d’énergie associé à l’orbitale de l’électron

La grandeur totale du moment cinétique orbital de l’électron

L’orientation de l’orbitale dans l’espace autour du noyau

Explication

Le nombre quantique $m_s$ décrit la projection du spin intrinsèque de l’électron sur un axe de quantification. Le niveau d’énergie relève du nombre quantique principal, tandis que l’orientation de l’orbitale et le moment cinétique orbital sont d’autres propriétés.

Question 55

55. Deux groupes d’atomes ont le même nombre de protons et le même état d’énergie nucléaire, mais des nombres de masse différents. Que peut-on conclure sur leur appartenance à un même nucléide ?

Ils ne constituent pas le même nucléide, car leur nombre de masse diffère

Ils ne constituent pas le même nucléide, car leur nombre de protons est identique

Ils constituent le même nucléide, car leur nombre de protons est identique

Ils constituent le même nucléide, car leur état d’énergie est identique

Explication

Un nucléide regroupe des atomes ayant à la fois le même nombre de protons, le même nombre de masse et le même état d’énergie nucléaire. Des nombres de masse différents empêchent donc l’appartenance au même nucléide; l’identité du nombre de protons établit plutôt qu’ils relèvent du même élément.

Question 56

56. En 1869, quelle organisation Mendeleïev donne-t-il à sa table pour faire ressortir les ressemblances chimiques entre éléments ?

Un classement global par numéro atomique, avec les éléments aux propriétés semblables réunis dans une même famille

Un classement global par masse atomique, avec les éléments aux propriétés semblables répartis dans des familles distinctes

Un classement global par masse atomique, avec les éléments aux propriétés semblables réunis dans une même famille

Un classement global par état physique, avec les éléments aux propriétés semblables réunis dans une même famille

Explication

La table publiée par Mendeleïev en 1869 classe globalement les éléments par masse atomique et rassemble ceux qui ont des propriétés semblables dans une même famille. Le numéro atomique relève d’un autre critère de classement, tandis que l’état physique et la séparation des éléments semblables ne décrivent pas cette organisation.

Question 57

57. Dans une classification périodique, une diagonale du bloc p part de l’aluminium et se prolonge jusqu’au polonium en regroupant des métaux dont le caractère métallique est moins marqué que celui des métaux de transition. De quelle famille s’agit-il ?

Les métaux alcalins

Les métaux pauvres

Les métaux de transition

Les métalloïdes

Explication

Les métaux pauvres appartiennent au bloc p et ont des propriétés métalliques moins marquées que celles des métaux de transition; leur famille s’étend en diagonale de l’aluminium au polonium. Les métaux de transition forment une autre famille, les métalloïdes ont des propriétés intermédiaires entre métaux et non-métaux, et les alcalins constituent une famille distincte.

Question 58

58. Dans une série de lanthanides, le numéro atomique augmente et les électrons ajoutés occupent la sous-couche interne 4f. Quelle évolution du rayon atomique faut-il prévoir ?

Une augmentation progressive, car les électrons ajoutés élargissent la couche externe

Une stabilité du rayon, car les électrons 4f compensent entièrement la charge nucléaire accrue

Une diminution progressive, car l’écrantage imparfait laisse croître l’attraction nucléaire effective

Une augmentation progressive, car les électrons 4f repoussent davantage les électrons externes

Explication

Les électrons ajoutés occupent la sous-couche interne 4f et écrantent imparfaitement l’augmentation de la charge nucléaire, ce qui entraîne une diminution progressive du rayon. La stabilité suppose à tort un écrantage complet, tandis que l’augmentation attribuée à l’expansion de la couche externe confond sous-couche interne et couche externe.

QCM : Modèle quantique de l’atome (58 questions)

Questions et réponses du QCM

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 ?

3. Quel modèle Thomson propose-t-il en 1897 après la découverte de l’électron ?

4. Quelle description de l’atome Rutherford propose-t-il en 1911 ?

5. Dans un modèle atomique, un électron demeure sur une orbite circulaire stable et d’énergie quantifiée. Que prévoit ce modèle pour le rayonnement de l’électron sur cette orbite ?

6. Un atome absorbe de l’énergie et un électron passe d’une orbite à une autre. Dans le modèle de Bohr, comment ce changement est-il relié au spectre ?

7. Un physicien veut utiliser la mécanique classique pour prévoir le mouvement d’un électron et expliquer les raies détaillées d’un atome à plusieurs électrons. Quelle limite doit-il prendre en compte ?

8. Dans le modèle quantique, quelle notion remplace la trajectoire de l’électron autour du noyau ?

9. Qui a introduit en 1900 l’idée que l’énergie se transfère par quanta, en multiples entiers de hνh\nuhν ?

10. Dans une sous-couche composée de plusieurs orbitales de même énergie, quelle configuration suit la règle de Hund avant tout appariement ?

11. Quelle idée De Broglie formule-t-il en 1924 au sujet des particules de matière, notamment des électrons ?

12. Dans un atome, deux électrons occupent des orbitales différentes. Quelle condition le principe d’exclusion de Pauli leur impose-t-il ?

13. Lors d’une expérience, on cherche à mesurer simultanément avec grande précision la position et la quantité de mouvement d’un électron. Quel principe fixe une limite fondamentale à cette mesure ?

14. Dans une expérience, la position d’une particule est déterminée plus précisément qu’auparavant. Quelle évolution de l’incertitude sur son impulsion est attendue ?

15. Pour un électron, une mesure fournit une incertitude de position Δx\Delta xΔx. Quelle contrainte doit satisfaire l’incertitude de quantité de mouvement Δp\Delta pΔp ?

16. Pour décrire une particule de masse mmm dans une dimension, un étudiant doit choisir l’équation de Schrödinger stationnaire avec énergie potentielle VVV. Quelle équation doit-il utiliser ?

17. Un modèle atomique représente une région de l’espace où la probabilité de présence de l’électron atteint environ 90 à 95 %, et associe cette région à un nombre quantique nnn. De quoi s’agit-il ?

18. Un électron passe d’un niveau d’énergie autorisé à un autre dans un atome. Quelle description du nombre quantique principal convient à cette situation ?

19. Pour un électron de la couche définie par n=4n=4n=4, quelles valeurs de lll sont permises ?

20. Une sous-couche est caractérisée par l=2l=2l=2. Quelles valeurs le nombre quantique magnétique mmm peut-il prendre ?

21. Dans un atome, deux orbitales disponibles ont des énergies différentes. Par laquelle commence le remplissage électronique selon Klechkowski ?

22. Une case quantique contient déjà un électron de spin +12+\frac{1}{2}+21​. Quel électron peut s’y ajouter sans enfreindre la règle de Pauli ?

23. Trois orbitales de même énergie sont disponibles dans une sous-couche et quatre électrons doivent y être placés. Quelle répartition respecte la règle de Hund ?

24. Quelle description correspond à la structure générale d’un atome ?

25. Un atome neutre possède 12 protons. Quelle valeur de numéro atomique ZZZ et combien d’électrons a-t-il ?

26. Un noyau contient 9 protons et 10 neutrons. Quel est son nombre de masse AAA ?

27. Trois nucléides sont comparés : P et Q ont le même nombre de neutrons; Q et R ont le même nombre de masse, mais des numéros atomiques différents. Quelle classification s’applique respectivement à P et Q, puis à Q et R ?

28. Pourquoi la masse d’un atome diffère-t-elle de la somme des masses de ses protons, neutrons et électrons ?

29. Lors de la formation d’un noyau, une perte de masse mmm est mesurée. Quelle relation permet de déterminer l’énergie de cohésion correspondante ?

30. Pour une mole de magnésium 24, quelle énergie est dégagée si l’énergie libérée par un noyau est de 3.0344×10−11 J3.0344 \times 10^{-11}\,\mathrm{J}3.0344×10−11J et que la mole contient NAN_ANA​ noyaux ?

31. En construisant son tableau, une chimiste constate qu’un ordre fondé sur la masse atomique sépare deux éléments aux propriétés semblables. Quelle démarche correspond à celle de Mendeleïev pour préserver les familles ?

32. Lorsqu’un tableau périodique est réorganisé après l’établissement de la loi de Moseley, quel critère remplace le classement par masse atomique ?

33. En organisant des éléments selon la règle de construction du tableau périodique, quelle disposition faut-il retenir pour ceux qui ont une même période et ceux qui ont une même couche de valence ?

34. Combien de lignes et de colonnes le tableau périodique actuel comporte-t-il ?

35. Un élément perd facilement des électrons et forme des cations; son oxyde donne un comportement basique. À quelle catégorie correspond-il le mieux ?

36. Un élément est classé dans le bloc F parce que sa couche f n’est pas complète. Quel critère justifie ce classement ?

37. Dans le tableau périodique, comment reconnaît-on généralement une famille d’éléments chimiques ?

38. Un élément appartient au groupe 8 et présente une configuration de valence de type d6s2d^6s^2d6s2. À quelle catégorie périodique appartient-il ?

39. Dans un échantillon, un élément possède une couche de valence complète et ne tend pas à s’allier à d’autres éléments. À quelle famille appartient-il ?

40. En comparant plusieurs groupes du tableau périodique, une équipe constate que les propriétés chimiques se répètent à intervalles réguliers. Quel principe explique cette périodicité ?

41. Deux atomes voisins sont observés dans un solide condensé. Quelle grandeur correspond au rayon atomique dans cette situation ?

42. En comparant des éléments d’un même tableau périodique, quelle évolution du rayon atomique prévoit-on en descendant une période et en progressant vers un groupe de numéro supérieur ?

43. Pour estimer l’énergie des électrons d’un atome comportant plusieurs électrons, quel apport caractérise le modèle de Slater par rapport au modèle de Bohr ?

44. Dans un calcul de Slater, quelle interprétation faut-il donner à la constante d’écran attribuée à un électron d’une couche donnée ?

45. Un atome possède une charge nucléaire Z=17Z=17Z=17 et, pour un électron considéré, une constante d’écran σ=10\sigma=10σ=10. Quelle charge effective Z∗Z^{*}Z∗ faut-il utiliser ?

46. Quelle énergie désigne l’énergie d’ionisation d’un atome ?

47. En comparant deux éléments sans exception périodique, l’un situé plus à droite dans la même période et l’autre plus bas dans le même groupe, quelle tendance générale suit l’énergie d’ionisation ?

48. Que décrit l’affinité électronique lorsqu’un atome neutre capte un électron ?

49. Un atome neutre capte un électron au cours d’une réaction. Quel type de processus et quel ion sont obtenus ?

50. Une liaison entre deux atomes présente une différence d’électronégativité Δχ=1,2\Delta\chi=1{,}2Δχ=1,2. Comment la classe-t-on selon les seuils indiqués ?

51. Dans une comparaison, les électrons d’un atome sont moins liés au noyau parce que sa charge nucléaire effective est plus faible. Quelle conséquence prévoit-on pour son rayon atomique ?

52. Dans le modèle quantique, que décrit la fonction d’onde de l’électron ?

53. Pour caractériser une orbitale, une étudiante doit préciser son niveau d’énergie, sa forme et son orientation dans l’espace. Quels nombres quantiques doit-elle utiliser ?

54. Dans un atome, que représente le nombre quantique de spin msm_sms​ de l’électron ?

55. Deux groupes d’atomes ont le même nombre de protons et le même état d’énergie nucléaire, mais des nombres de masse différents. Que peut-on conclure sur leur appartenance à un même nucléide ?

56. En 1869, quelle organisation Mendeleïev donne-t-il à sa table pour faire ressortir les ressemblances chimiques entre éléments ?

57. Dans une classification périodique, une diagonale du bloc p part de l’aluminium et se prolonge jusqu’au polonium en regroupant des métaux dont le caractère métallique est moins marqué que celui des métaux de transition. De quelle famille s’agit-il ?

58. Dans une série de lanthanides, le numéro atomique augmente et les électrons ajoutés occupent la sous-couche interne 4f. Quelle évolution du rayon atomique faut-il prévoir ?

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9. Qui a introduit en 1900 l’idée que l’énergie se transfère par quanta, en multiples entiers de $h\nu$ ?

15. Pour un électron, une mesure fournit une incertitude de position $\Delta x$ . Quelle contrainte doit satisfaire l’incertitude de quantité de mouvement $\Delta p$ ?

16. Pour décrire une particule de masse $m$ dans une dimension, un étudiant doit choisir l’équation de Schrödinger stationnaire avec énergie potentielle $V$ . Quelle équation doit-il utiliser ?

17. Un modèle atomique représente une région de l’espace où la probabilité de présence de l’électron atteint environ 90 à 95 %, et associe cette région à un nombre quantique $n$ . De quoi s’agit-il ?

19. Pour un électron de la couche définie par $n=4$ , quelles valeurs de $l$ sont permises ?

20. Une sous-couche est caractérisée par $l=2$ . Quelles valeurs le nombre quantique magnétique $m$ peut-il prendre ?

22. Une case quantique contient déjà un électron de spin $+\frac{1}{2}$ . Quel électron peut s’y ajouter sans enfreindre la règle de Pauli ?

25. Un atome neutre possède 12 protons. Quelle valeur de numéro atomique $Z$ et combien d’électrons a-t-il ?

26. Un noyau contient 9 protons et 10 neutrons. Quel est son nombre de masse $A$ ?

29. Lors de la formation d’un noyau, une perte de masse $m$ est mesurée. Quelle relation permet de déterminer l’énergie de cohésion correspondante ?

30. Pour une mole de magnésium 24, quelle énergie est dégagée si l’énergie libérée par un noyau est de $3.0344 \times 10^{-11}\,\mathrm{J}$ et que la mole contient $N_A$ noyaux ?

38. Un élément appartient au groupe 8 et présente une configuration de valence de type $d^6s^2$ . À quelle catégorie périodique appartient-il ?

45. Un atome possède une charge nucléaire $Z=17$ et, pour un électron considéré, une constante d’écran $\sigma=10$ . Quelle charge effective $Z^{*}$ faut-il utiliser ?

50. Une liaison entre deux atomes présente une différence d’électronégativité $\Delta\chi=1{,}2$ . Comment la classe-t-on selon les seuils indiqués ?

54. Dans un atome, que représente le nombre quantique de spin $m_s$ de l’électron ?