Flashcards : Organisation électronique des atomes (58 cartes)

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1Question

Quelle relation associe la longueur d’onde à la quantité de mouvement selon De Broglie ?

Réponse

λ=hp=hmv\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}

2Question

Quel scientifique est associé à la relation λ=hp=hmv\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv} ?

Réponse

De Broglie.

3Question

Quelle inégalité exprime le principe d’indétermination de Heisenberg ?

Réponse

Δx Δp>h2π\Delta x\,\Delta p > \frac{h}{2\pi}

4Question

Quel scientifique est associé au principe Δx Δp>h2π\Delta x\,\Delta p > \frac{h}{2\pi} ?

Réponse

Heisenberg.

5Question

Quel concept n’existe pas en mécanique quantique ?

Réponse

Le concept de trajectoire.

6Question

Que décrit la fonction d’onde d’une particule ou d’un ensemble de particules ?

Réponse

Leur comportement ondulatoire.

7Question

Que représente le carré de la fonction d’onde pour un système hydrogénoïde à un électron ?

Réponse

La densité de probabilité de présence de l’électron dans l’espace.

8Question

Quelle relation donne la probabilité de présence dans un volume élémentaire dVdV ?

Réponse

dP=Ψ2 dVdP = \Psi^2\,dV

9Question

À quelle condition la probabilité de présence dans tout l’espace accessible vaut-elle 1 ?

Réponse

Lorsque la fonction d’onde est normalisée.

10Question

Pour quels systèmes l’équation de Schrödinger est-elle soluble exactement ?

Réponse

Pour les systèmes hydrogénoïdes constitués d’un noyau et d’un électron.

11Question

Qu’est-ce qu’une orbitale atomique ?

Réponse

Une fonction d’onde normalisée, solution de l’équation de Schrödinger, qui définit un volume de probabilité de présence de l’électron.

12Question

Quels nombres quantiques définissent une orbitale atomique hydrogénoïde ?

Réponse

nn, ll et mm.

13Question

Quelles conditions respectent les nombres quantiques nn, ll et mm ?

Réponse

n>0n>0, 0≤l<n0\leq l<n et −l≤m≤+l-l\leq m\leq +l.

14Question

Quelles sous-couches correspondent à l=0,1,2,3l=0,1,2,3 ?

Réponse

s, p, d et f, respectivement.

15Question

Quelle sous-couche correspond à l=0l=0 ?

Réponse

s.

16Question

Comment une orbitale s’exprime-t-elle en coordonnées sphériques ?

Réponse

Ψnℓm(r,θ,ϕ)=Rnℓ(r)Θℓm(θ)Φm(ϕ)\Psi_{n\ell m}(r,\theta,\phi)=R_{n\ell}(r)\Theta_{\ell m}(\theta)\Phi_m(\phi)

17Question

Quelle est la formule de la densité radiale de probabilité ?

Réponse

D(r)=r2∣Rnℓ(r)∣2D(r)=r^2|R_{n\ell}(r)|^2

18Question

Quels quatre nombres quantiques définissent l’état d’un électron ?

Réponse

n, l, m, msn,\ l,\ m,\ m_s.

19Question

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

Réponse

−12-\frac{1}{2} et +12+\frac{1}{2}.

20Question

Quels symboles désignent respectivement les valeurs −12-\frac{1}{2} et +12+\frac{1}{2} de msm_s ?

Réponse

β\beta et α\alpha.

21Question

De quels paramètres dépend l’énergie d’une orbitale dans un système hydrogénoïde ?

Réponse

De nn et de ZZ, selon En=−13,6Z2n2 eVE_n=-13{,}6\frac{Z^2}{n^2}\,\mathrm{eV}.

22Question

Quelle énergie partagent les orbitales d’une même couche nn dans un système hydrogénoïde ?

Réponse

Elles ont la même énergie et sont dégénérées.

23Question

Qu’est-ce que l’état fondamental d’un système ?

Réponse

Son état de plus basse énergie.

24Question

Comment appelle-t-on les états d’un système de plus haute énergie que son état fondamental ?

Réponse

Des états excités.

25Question

Que provoque la répulsion électronique dans les systèmes polyélectroniques ?

Réponse

Elle lève la dégénérescence entre les orbitales de sous-couches différentes.

26Question

Que décrit la configuration électronique d’un élément ?

Réponse

La répartition de ses électrons dans les différentes orbitales.

27Question

Quelle restriction le principe d’exclusion de Pauli impose-t-il aux nombres quantiques de deux électrons ?

Réponse

Ils ne peuvent pas avoir leurs quatre nombres quantiques identiques.

28Question

Combien d’électrons au maximum une orbitale peut-elle accueillir selon le principe de Pauli ?

Réponse

Deux électrons.

29Question

Quels spins doivent avoir deux électrons occupant la même orbitale ?

Réponse

Des spins opposés.

30Question

Selon la règle de Klechkowski, comment les orbitales sont-elles classées en énergie ?

Réponse

Leur énergie croît avec la somme n+ln+l.

31Question

Selon les règles de Hund, comment les électrons occupent-ils les orbitales d’une même sous-couche ?

Réponse

Ils occupent d’abord un maximum d’orbitales.

32Question

Où se trouvent les électrons de cœur et participent-ils à la réactivité chimique ?

Réponse

Ils occupent les couches internes et ne participent pas à la réactivité chimique.

33Question

À quelles couches appartiennent les électrons de valence ?

Réponse

À la couche de plus grand nombre quantique principal et à la dernière sous-couche non pleine.

34Question

Quelle est la configuration fondamentale du cuivre ?

Réponse

4s1 3d104s^1\,3d^{10}

35Question

Pourquoi la configuration fondamentale du cuivre favorise-t-elle une sous-couche d complète ?

Réponse

Le remplissage complet de la sous-couche d est énergétiquement favorable.

36Question

Quelle est la configuration fondamentale du chrome ?

Réponse

4s1 3d54s^1\,3d^5

37Question

Pourquoi la configuration fondamentale du chrome favorise-t-elle une sous-couche d demi-remplie ?

Réponse

Le demi-remplissage de la sous-couche d est énergétiquement favorable.

38Question

Comment obtient-on la configuration électronique d’un cation ?

Réponse

En retirant des électrons de la sous-couche de plus grand nombre quantique principal n.

39Question

Quels électrons le fer perd-il pour former Fe²⁺ et Fe³⁺ ?

Réponse

Deux électrons 4s4s pour Fe²⁺, puis un électron 3d3d supplémentaire pour Fe³⁺.

40Question

Comment obtient-on la configuration électronique d’un anion à partir de l’atome neutre ?

Réponse

On ajoute des électrons en suivant les mêmes règles de remplissage.

41Question

De quels principes sont issus les modèles actuels de l’atome ?

Réponse

Des principes de la mécanique quantique.

42Question

De quelles coordonnées spatiales dépend la fonction d’onde d’un système à NN électrons ?

Réponse

Des coordonnées spatiales des NN électrons.

43Question

Que représente le carré de la fonction d’onde d’un système à NN électrons ?

Réponse

La densité de probabilité de présence simultanée des électrons.

44Question

À quelle somme correspond l’énergie totale des électrons associée à un état par l’équation de Schrödinger ?

Réponse

À la somme de leurs énergies cinétique et potentielle.

45Question

Quelles couches électroniques correspondent à n=1,2,3,4,5,6n=1,2,3,4,5,6 ?

Réponse

K, L, M, N, O et P, respectivement.

46Question

Quelle couche électronique correspond à n=1n=1 ?

Réponse

K.

47Question

Comment exprimer xx, yy et zz en coordonnées sphériques ?

Réponse

x=rsin⁡θcos⁡ϕ,y=rsin⁡θsin⁡ϕ,z=rcos⁡θx=r\sin\theta\cos\phi,\quad y=r\sin\theta\sin\phi,\quad z=r\cos\theta

48Question

Que représente la longueur portée dans chaque direction d’une représentation polaire angulaire ?

Réponse

Ψ(θ,ϕ)\Psi(\theta,\phi) ou ∣Ψ(θ,ϕ)∣2|\Psi(\theta,\phi)|^2.

49Question

Quelles orbitales d sont représentées dans le cours ?

Réponse

3dz2, 3dxy, 3dyz, 3dxz, 3dx2−y23d_{z^2},\ 3d_{xy},\ 3d_{yz},\ 3d_{xz},\ 3d_{x^2-y^2}.

50Question

Quelle est la formule du degré de dégénérescence d’une couche hydrogénoïde ?

Réponse

g=n2g=n^2.

51Question

Pourquoi l’orbitale 3p est-elle moins énergétique que l’orbitale 4s ?

Réponse

Son nombre quantique nn est inférieur.

52Question

Combien d’électrons de valence et de cœur possède le carbone ?

Réponse

Le carbone possède 4 électrons de valence et 2 électrons de cœur.

53Question

Combien d’électrons de valence et de cœur possède le fer ?

Réponse

Le fer possède 8 électrons de valence et 18 électrons de cœur.

54Question

Quelle configuration électronique possède l’ion sodium Na⁺ ?

Réponse

1s2 2s2 2p61s^2\,2s^2\,2p^6

55Question

Quels électrons le sodium perd-il pour former Na⁺ ?

Réponse

Son électron 3s3s.

56Question

Quels électrons le calcium perd-il pour former Ca⁺ et Ca²⁺ ?

Réponse

Un électron 4s4s pour Ca⁺ et ses deux électrons 4s4s pour Ca²⁺.

57Question

Quelle configuration obtient-on en arrachant les électrons 4s du titane pour former Ti²⁺ ?

Réponse

4s0 3d24s^0\,3d^2

58Question

Quelle configuration électronique obtient le chlore en formant l’ion Cl⁻ ?

Réponse

3s2 3p63s^2\,3p^6

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 27 questions sur Organisation électronique des atomes.

1. Quelle relation associe la longueur d’onde de De Broglie à la quantité de mouvement d’une particule ?

2. Quelle inégalité exprime le principe d’indétermination de Heisenberg pour la position et la quantité de mouvement ?

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