QCM : Origine des éléments chimiques (12 questions)

Explication

La nucléosynthèse primordiale n’a duré que les trois premières minutes. Ensuite, l’Univers est devenu trop froid et trop dilué pour que les noyaux continuent à fusionner ; il ne s’agissait pas d’un réchauffement ni d’une durée de trois heures.

Explication

La nucléosynthèse primordiale a duré les trois premières minutes de l’Univers, et non les trois premières secondes ou les trois premières heures. Elle a formé l’hydrogène, de numéro atomique 1, et l’hélium, de numéro atomique 2. Le carbone et l’oxygène ne sont pas des produits de cette nucléosynthèse.

Explication

Deux noyaux d’hélium 4 forment du béryllium 8, puis l’ajout d’hélium 4 au carbone 12 produit l’oxygène 16. A et Z se conservent lors de la fusion, mais le béryllium 8 additionné à l’hélium 4 donne du carbone 12, et un changement de Z modifie l’identité de l’élément.

Explication

Les neutrons, dépourvus de charge, peuvent être capturés par des noyaux de fer, qui deviennent plus lourds; supernovæ et collisions d’étoiles à neutrons sont des sites de ces processus. Ce n’est pas la capture de protons qui est décrite, et l’événement du 17 août 2017 était une collision d’étoiles à neutrons, non une supernova.

Explication

Le tableau actuel suit l’ordre croissant du numéro atomique, et les éléments d’une même colonne ont des propriétés voisines. Mendeleïev a proposé son classement en 1869 ; une colonne ne regroupe donc pas nécessairement des numéros atomiques consécutifs, et le classement actuel n’est pas fondé sur la masse décroissante.

Explication

On connaît 118 éléments chimiques, dont environ 90 existent naturellement ; les autres sont très instables et se désintègrent. Les éléments naturels ne constituent donc pas la plupart des 118, et les éléments non naturels ne sont pas stables et persistants.

Explication

L’Univers contient environ 90 % d’hydrogène, 9 % d’hélium et 1 % d’autres éléments. Les éléments surtout présents sur Terre sont l’oxygène, le magnésium, le silicium et le fer ; les proportions d’hélium et des autres éléments dans l’Univers sont inversées dans les propositions erronées.

Explication

Dans le corps humain, l’hydrogène et l’oxygène viennent surtout de l’eau, tandis que le carbone provient des molécules du vivant. Les trois propositions erronées intervertissent ces origines en attribuant à l’eau le carbone, ou aux molécules du vivant l’hydrogène ou l’oxygène.

Explication

Le carbone et l’oxygène du corps humain ont été fabriqués dans des étoiles. Le Big Bang a formé l’hydrogène et l’hélium, tandis que les éléments plus lourds se forment par des processus stellaires.

Explication

Le Big Bang a produit l’hydrogène et l’hélium, puis les étoiles ont formé par fusion les éléments jusqu’au fer. Les éléments plus lourds proviennent de captures de neutrons lors des supernovæ et des collisions d’étoiles à neutrons.

Explication

Le Big Bang a formé l’hydrogène et l’hélium, tandis que la fusion stellaire a produit les éléments jusqu’au fer, dont le carbone. Le fer marque la limite de cette fusion ; les éléments plus lourds, comme l’uranium, se forment par capture de neutrons.

Explication

Le noyau d’uranium 235 devient excité puis se scinde en baryum 139 et krypton 94, en libérant trois neutrons. Le baryum a pour numéro atomique 56, et non 54. Le bilan des nucléons vaut $139 + 94 + 3 = 236$, comme les 235 nucléons initiaux auxquels s’ajoute le neutron incident. La fission libère trois neutrons, et les numéros atomiques des fragments totalisent $56 + 36 = 92$, et non 94.