QCM : Modèles atomiques et structure nucléaire — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel modèle atomique associe la matière à une structure indivisible ?

Le modèle de Thomson
Le modèle de Démocrite
Le modèle ondulatoire
Le modèle de Rutherford

Le modèle de Démocrite

Explication

Démocrite défend l’idée d’une matière indivisible, associée à l’atome. Thomson, Rutherford et le modèle ondulatoire proposent au contraire des structures internes de plus en plus détaillées.

2. Quel modèle introduit des orbites quantifiées pour les électrons et des transitions avec échange d’énergie ?

Le modèle de Bohr
Le modèle de Démocrite
Le modèle de Thomson
Le modèle de Rutherford

Le modèle de Bohr

Explication

Le modèle de Bohr place les électrons sur des orbites précises et explique les changements d’orbite par absorption ou émission d’énergie. Rutherford conserve l’idée d’un noyau, mais sans quantification des orbites.

3. Quelle particule porte une charge négative et constitue un élément fondamental de l’atome ?

L’électron
Le proton
Le neutron
Le nucléon

L’électron

Explication

L’électron est chargé négativement et est noté e−. Le proton est positif, le neutron est neutre, et le nucléon désigne l’ensemble protons-neutrons.

4. Qu’appelle-t-on nucléons dans le noyau atomique ?

Les électrons et les protons
Les protons et les neutrons
Les quarks et les électrons
Les électrons et les neutrons

Les protons et les neutrons

Explication

Les nucléons sont les particules qui composent le noyau : protons et neutrons. Les quarks constituent les nucléons, donc ne sont pas les nucléons eux-mêmes.

5. Dans la notation nucléaire, que représente le nombre de masse A ?

Le nombre d’électrons
Le nombre de protons
Le nombre total de nucléons
Le nombre de neutrons

Le nombre total de nucléons

Explication

Le nombre de masse A compte tous les nucléons du noyau, donc protons plus neutrons. Le nombre de protons est Z et le nombre de neutrons vaut N = A − Z.

6. Quelle relation donne la charge du noyau ?

A multiplié par la charge élémentaire e
Z moins A multiplié par e
Z multiplié par la charge élémentaire e
N multiplié par la charge élémentaire e

Z multiplié par la charge élémentaire e

Explication

La charge du noyau vaut q = Z × e, car seuls les protons portent une charge positive. Les neutrons sont neutres et ne contribuent pas à la charge.

7. Comment définit-on deux isotopes d’un même élément chimique ?

Ils ont le même nombre de neutrons mais un Z différent
Ils ont le même nombre d’électrons mais un Z différent
Ils ont le même Z mais un A différent
Ils ont le même A mais un Z différent

Ils ont le même Z mais un A différent

Explication

Des isotopes ont le même numéro atomique Z, donc appartiennent au même élément chimique, mais un nombre de masse A différent. Ils ne diffèrent donc pas par leur charge nucléaire.

8. À quoi correspond un élément chimique ?

À l’ensemble des nucléides ayant le même A
À l’ensemble des nucléides ayant le même Z
À l’ensemble des atomes ayant la même masse
À l’ensemble des noyaux ayant le même nombre de neutrons

À l’ensemble des nucléides ayant le même Z

Explication

Un élément chimique regroupe tous les nucléides qui possèdent le même numéro atomique Z. Le nombre de masse A peut varier d’un nucléide à l’autre au sein d’un même élément.

9. Où se trouvent les nucléides stables sur le diagramme de Segré ?

Uniquement pour N égal à 0
Sur une diagonale où A est constant
Dans la zone où Z est maximal
Dans la vallée de la stabilité

Dans la vallée de la stabilité

Explication

Les nucléides stables se situent dans la vallée de la stabilité du diagramme de Segré. En dehors de cette zone, les noyaux sont en général instables et se désintègrent spontanément.

10. Quelle relation est donnée pour les noyaux plus lourds stables ?

N = Z
N = 2 × Z
N = A − Z + 10
N = 1,5 × Z + 10

N = 1,5 × Z + 10

Explication

Pour les noyaux plus lourds stables, la relation empirique indiquée est N = 1,5 × Z + 10. Pour les noyaux légers stables, on observe plutôt N = Z.

11. Que décrit le nuage électronique dans le modèle atomique ?

La position exacte de chaque électron à tout instant
La répartition des protons dans le noyau
Des trajectoires circulaires fixes des électrons
La probabilité de présence des électrons autour du noyau

La probabilité de présence des électrons autour du noyau

Explication

Le nuage électronique décrit les électrons par des probabilités de localisation autour du noyau, et non par des trajectoires précises. C’est l’idée centrale du modèle ondulatoire.

12. Quelle est la capacité maximale d’une couche électronique de nombre quantique principal n ?

2n électrons
2n² électrons
n² électrons
4n électrons

2n² électrons

Explication

La capacité maximale d’une couche de nombre quantique principal n est de 2n² électrons. Cette règle s’applique aux couches électroniques, indépendamment du détail des sous-couches.

13. Quel est l’ordre de remplissage des sous-couches pour un atome dont Z est au plus égal à 18 ?

2s, 1s, 2p, 3s, 3p
1s, 2s, 2p, 3s, 3p
1s, 3s, 2s, 2p, 3p
1s, 2p, 2s, 3s, 3p

1s, 2s, 2p, 3s, 3p

Explication

Pour Z ≤ 18, l’ordre de remplissage est 1s puis 2s, 2p, 3s et 3p. Les autres propositions inversent des sous-couches ou commencent hors ordre fondamental.

14. Quelle configuration électronique correspond au phosphore à l’état fondamental ?

1s² 2s² 2p⁵ 3s² 3p⁴
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
1s² 2s² 2p⁶ 3s³ 3p²
1s² 2s² 2p⁶ 3p⁵

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

Explication

Le phosphore possède 15 électrons, répartis à l’état fondamental selon 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. Cette répartition respecte l’ordre de remplissage indiqué pour Z ≤ 18.

15. Quels sont les électrons de valence d’un atome ?

Tous les électrons du noyau
Les électrons de la première couche seulement
Les électrons les plus proches du noyau
Les électrons de la dernière couche occupée

Les électrons de la dernière couche occupée

Explication

Les électrons de valence sont ceux de la dernière couche contenant des électrons, donc la couche externe. Ce sont les électrons les moins retenus et les plus impliqués dans les réactions chimiques.

16. Combien d’électrons de valence possède le phosphore à l’état fondamental ?

3
8
15
5

5

Explication

Pour le phosphore, la couche externe est la couche 3 et elle contient 5 électrons de valence. Les autres électrons appartiennent aux couches internes, dites électrons de cœur.

17. Que représente une période dans le tableau périodique ?

Le nombre total de neutrons
Le bloc occupé par l’élément
Le nombre d’électrons de valence
Le numéro de la couche de valence n

Le numéro de la couche de valence n

Explication

Une période correspond au numéro de la couche de valence n. La colonne, elle, est liée au nombre d’électrons de valence.

18. Dans quel bloc du tableau périodique se trouvent les colonnes 13 à 18 ?

Le bloc s
Le bloc p
Le bloc d
Le bloc f

Le bloc p

Explication

Le bloc p correspond aux colonnes 13 à 18 du tableau périodique. Le bloc s, lui, regroupe les colonnes 1 et 2.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 18 flashcards sur Modèles atomiques et structure nucléaire.

Démocrite — idée ?

Atome indivisible, matière fondamentale.

Modèle de Thomson — caractéristique ?

Électrons répartis dans une sphère positive.

Modèle de Rutherford — découverte ?

Noyau dense et chargé positivement.

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