QCM : Polarité des liaisons et molécules (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction entre l’ammoniac NH3\mathrm{NH_3} et la phosphine PH3\mathrm{PH_3} est correcte ?

L’ammoniac est polaire et peut établir des liaisons hydrogène, tandis que la phosphine ne le peut pas
La phosphine est polaire et peut établir des liaisons hydrogène, tandis que l’ammoniac ne le peut pas
Les deux molécules sont polaires et établissent des liaisons hydrogène avec la même efficacité
Les deux molécules sont apolaires et ne peuvent pas établir de liaisons hydrogène

L’ammoniac est polaire et peut établir des liaisons hydrogène, tandis que la phosphine ne le peut pas

Explication

L’ammoniac NH3\mathrm{NH_3} est polaire et peut établir des liaisons hydrogène, contrairement à la phosphine PH3\mathrm{PH_3} dans le cadre étudié. La présence d’hydrogènes liés à l’azote explique la capacité de l’ammoniac à participer à ces interactions.

2. Pourquoi la présence de liaisons hydrogène augmente-t-elle généralement les températures de fusion et d’ébullition ?

Parce que les molécules deviennent plus légères lorsque les interactions se renforcent
Parce qu’il faut fournir davantage d’énergie pour séparer les molécules associées
Parce que les molécules associées occupent moins d’espace à l’état gazeux
Parce que les liaisons hydrogène suppriment les mouvements des électrons dans les molécules

Parce qu’il faut fournir davantage d’énergie pour séparer les molécules associées

Explication

Les liaisons hydrogène renforcent l’attraction entre les molécules, de sorte qu’une énergie plus importante est nécessaire pour les séparer. L’augmentation de masse moléculaire ou la diminution du volume gazeux n’explique pas directement cet effet.

3. Quelle propriété décrit l’électronégativité d’un atome dans une liaison covalente ?

Sa capacité à attirer les électrons de la liaison, avec une valeur sans unité
Sa tendance à former des ions, avec une valeur exprimée en grammes par mole
Sa tendance à perdre les électrons de valence, avec une valeur exprimée en coulombs
Sa capacité à partager également les électrons, avec une valeur exprimée en mètres

Sa capacité à attirer les électrons de la liaison, avec une valeur sans unité

Explication

L’électronégativité mesure l’attraction exercée par un atome sur les électrons d’une liaison covalente, et sa valeur χ ne possède pas d’unité. La perte d’électrons et les unités proposées décrivent d’autres notions physiques ou chimiques.

4. Quel effet produit une augmentation des interactions de van der Waals sur les températures de fusion et d’ébullition ?

Elle diminue ces températures, car les molécules se déplacent plus facilement entre elles
Elle ne modifie pas ces températures, car les interactions concernent les atomes plutôt que les molécules
Elle augmente la fusion mais diminue l’ébullition, car les deux changements exigent des énergies différentes
Elle augmente ces températures, car davantage d’énergie est nécessaire pour séparer les molécules

Elle augmente ces températures, car davantage d’énergie est nécessaire pour séparer les molécules

Explication

Des interactions de van der Waals plus fortes exigent un apport énergétique supérieur pour séparer les molécules, ce qui élève les températures de fusion et d’ébullition. Elles concernent bien les interactions entre molécules et influencent donc les changements d’état.

5. Une liaison possède une différence d’électronégativité de Δχ=0,3\Delta\chi = 0{,}3 : comment le doublet liant est-il réparti ?

Il est réparti équitablement et la liaison est apolaire
Il est partagé de façon alternée et la liaison devient métallique
Il est capté par un atome et la liaison devient ionique
Il est déplacé vers l’atome le plus électronégatif et la liaison est polarisée

Il est réparti équitablement et la liaison est apolaire

Explication

Comme Δχ\Delta\chi est inférieure ou égale à 0,4, le doublet liant est réparti équitablement et la liaison est apolaire. Un déplacement du doublet caractérise une liaison polarisée, tandis que la formation d’ions correspond à une différence au moins égale à 2.

6. Dans une famille de molécules comparable, quel effet ont l’allongement de la chaîne carbonée et la ramification sur la température d’ébullition ?

L’allongement de la chaîne et la ramification la diminuent généralement ensemble
L’allongement de la chaîne la diminue généralement, tandis que la ramification l’augmente
L’allongement de la chaîne l’augmente généralement, tandis que la ramification la diminue
L’allongement de la chaîne et la ramification l’augmentent généralement ensemble

L’allongement de la chaîne l’augmente généralement, tandis que la ramification la diminue

Explication

À famille comparable, une chaîne carbonée plus longue augmente généralement la température d’ébullition, tandis qu’une structure plus ramifiée la réduit. La ramification modifie notamment la forme de la molécule et l’efficacité de ses contacts intermoléculaires.

7. Pourquoi la géométrie d’une molécule peut-elle modifier sa polarité ?

Une géométrie moléculaire modifie directement la masse des atomes constitutifs
Une disposition symétrique peut faire coïncider les barycentres des charges partielles
Une disposition symétrique transforme les liaisons covalentes en liaisons ioniques
Une disposition non symétrique annule nécessairement toutes les charges partielles

Une disposition symétrique peut faire coïncider les barycentres des charges partielles

Explication

La géométrie détermine la disposition spatiale des charges partielles ; une organisation symétrique peut donc faire coïncider leurs barycentres et annuler la polarité globale. Elle ne transforme pas les liaisons en liaisons ioniques et ne modifie pas la masse des atomes.

8. Que se passe-t-il lorsque la valeur d’électronégativité d’un atome augmente ?

Il attire davantage les électrons de la liaison
Il perd davantage de neutrons lors de la liaison
Il diminue la masse molaire de la molécule
Il partage moins facilement les protons du noyau

Il attire davantage les électrons de la liaison

Explication

Une valeur de χ plus élevée correspond à une attraction plus forte des électrons de liaison par l’atome. La variation de l’électronégativité ne provoque pas directement une modification des protons, des neutrons ou de la masse molaire.

9. Quelle propriété de l’éthanol explique sa forte miscibilité avec l’eau ?

Ses liaisons hydrogène avec l’eau, associées à une température d’ébullition de 78 °C
Son absence d’interactions avec l’eau, associée à une température d’ébullition de 78 °C
Sa chaîne carbonée longue, associée à une température d’ébullition de 49 °C
Ses liaisons ioniques avec l’eau, associées à une température d’ébullition de 16,6 °C

Ses liaisons hydrogène avec l’eau, associées à une température d’ébullition de 78 °C

Explication

L’éthanol bout à 78 °C et peut former des liaisons hydrogène avec l’eau, ce qui favorise sa forte miscibilité avec elle. Les interactions ioniques et une longue chaîne carbonée ne décrivent pas la cause indiquée ici.

10. Comment la longueur de la chaîne carbonée compare-t-elle les températures d’ébullition du propane et de l’hexane, tous deux apolaires ?

Le propane bout à 98,4 °C, une température supérieure à celle de l’hexane, qui bout à −42,1 °C
Le propane et l’hexane boutent à des températures proches en raison de leur polarité identique
L’hexane bout à 98,4 °C, une température supérieure à celle du propane, qui bout à −42,1 °C
Le propane bout à −42,1 °C et l’hexane bout à −87,7 °C en raison de sa chaîne plus longue

L’hexane bout à 98,4 °C, une température supérieure à celle du propane, qui bout à −42,1 °C

Explication

L’hexane possède une chaîne plus longue et bout à 98,4 °C, contre −42,1 °C pour le propane. Cette comparaison montre que l’allongement de la chaîne augmente la température d’ébullition, même pour deux molécules apolaires.

11. Une liaison présente Δχ=1,2\Delta\chi = 1{,}2 : quelle description convient ?

Le doublet liant reste centré entre les deux atomes
Le doublet liant est capté entièrement et forme deux ions
Le doublet liant se transforme en électrons libres dans le réseau
Le doublet liant est plus proche de l’atome le plus électronégatif

Le doublet liant est plus proche de l’atome le plus électronégatif

Explication

Une différence comprise entre 0,4 et 1,7 à 2 rend la liaison polarisée et rapproche le doublet de l’atome le plus électronégatif. Un partage équitable correspond à une liaison apolaire, tandis qu’un transfert complet est associé à une différence au moins égale à 2.

12. Quelle description définit correctement une liaison hydrogène ?

Une liaison covalente entre deux atomes d’hydrogène appartenant à la même molécule
Une attraction entre deux noyaux d’atomes électronégatifs au sein d’une même molécule
Une interaction répulsive entre un hydrogène polaire et un doublet électronique voisin
Une interaction attractive entre un hydrogène lié à un atome électronégatif et le doublet non liant d’un atome électronégatif voisin

Une interaction attractive entre un hydrogène lié à un atome électronégatif et le doublet non liant d’un atome électronégatif voisin

Explication

Une liaison hydrogène met en jeu un hydrogène lié à un atome électronégatif et le doublet non liant d’un atome électronégatif d’une molécule voisine. Elle se distingue donc d’une liaison covalente, qui relie des atomes au sein d’une même molécule.

13. Dans quelle situation une molécule est-elle polaire ?

Lorsque la somme de ses charges partielles est différente de zéro
Lorsque les barycentres G+G^+ et G−G^- des charges partielles coïncident
Lorsque toutes ses liaisons covalentes ont un doublet réparti équitablement
Lorsque les barycentres G+G^+ et G−G^- des charges partielles ne coïncident pas

Lorsque les barycentres $$G^+$$ et $$G^-$$ des charges partielles ne coïncident pas

Explication

Une molécule est polaire lorsque les barycentres des charges partielles positives et négatives sont distincts. La coïncidence des barycentres caractérise une molécule apolaire, et une molécule reste globalement neutre.

14. Quelle évolution des températures d’ébullition observe-t-on pour les amines linéaires de l’ammoniac à la propanamine ?

Elles augmentent de −33,3 °C pour l’ammoniac à 49 °C pour la propanamine, en passant par −6 °C et 16,6 °C
Elles diminuent de 49 °C pour la propanamine à −33,3 °C pour l’ammoniac, en passant par 16,6 °C et −6 °C
Elles restent proches de −33,3 °C, car l’allongement de la chaîne n’a pas d’effet notable
Elles passent de −6 °C pour la méthanamine à −33,3 °C pour l’ammoniac, puis remontent à 16,6 °C

Elles augmentent de −33,3 °C pour l’ammoniac à 49 °C pour la propanamine, en passant par −6 °C et 16,6 °C

Explication

Les températures d’ébullition augmentent dans la série étudiée : −33,3 °C pour NH3\mathrm{NH_3}, −6 °C pour la méthanamine, 16,6 °C pour l’éthanamine et 49 °C pour la propanamine. Cette progression accompagne l’allongement de la chaîne carbonée.

15. Quelle condition caractérise une molécule apolaire ?

La molécule possède une charge électrique globale positive
Les barycentres G+G^+ et G−G^- sont distincts
Les barycentres G+G^+ et G−G^- coïncident
Toutes les liaisons de la molécule sont nécessairement ioniques

Les barycentres $$G^+$$ et $$G^-$$ coïncident

Explication

Une molécule apolaire possède des barycentres G+G^+ et G−G^- qui coïncident, de sorte que les effets des charges partielles se compensent. Des barycentres distincts indiquent une polarité, tandis qu’une charge globale positive ne définit pas une molécule apolaire.

16. Quelle interaction explique l’attraction entre deux molécules polaires ?

L’attraction entre les noyaux positifs et les électrons voisins
La fusion des doublets liants en un nuage électronique commun
La formation d’ions opposés par transfert complet d’électrons
L’attraction entre les charges partielles δ+\delta^+ et δ−\delta^-

L’attraction entre les charges partielles $$\delta^+$$ et $$\delta^-$$

Explication

Entre molécules polaires, les interactions de van der Waals proviennent de l’attraction entre des régions δ+\delta^+ et δ−\delta^-. L’attraction entre noyaux et électrons voisins renvoie à une description inadaptée ici, tandis qu’un transfert complet d’électrons formerait des ions.

17. Quelle description correspond aux interactions de van der Waals ?

Des attractions de faible énergie entre molécules, contribuant à la cohésion des liquides et des solides
Des transferts d’électrons qui produisent des ions dans les réseaux cristallins
Des liaisons covalentes fortes qui relient les atomes à l’intérieur d’une molécule
Des répulsions électriques intenses qui séparent les molécules dans les liquides

Des attractions de faible énergie entre molécules, contribuant à la cohésion des liquides et des solides

Explication

Les interactions de van der Waals sont des attractions intermoléculaires de faible énergie qui participent à la cohésion des liquides et des solides. Elles se distinguent des liaisons covalentes intramoléculaires, plus fortes, et ne correspondent pas à un transfert d’électrons.

18. Quelle comparaison des températures d’ébullition du butane et du butanol est correcte ?

Le butanol bout à 137,3 °C, tandis que le butane bout à 36,1 °C
Le butane et le butanol boutent tous deux autour de 137,3 °C
Le butane bout à 137,3 °C, tandis que le butanol bout à 36,1 °C
Le butane et le butanol boutent tous deux autour de 36,1 °C

Le butanol bout à 137,3 °C, tandis que le butane bout à 36,1 °C

Explication

Le butanol polaire bout à 137,3 °C, alors que le butane apolaire bout à 36,1 °C. La différence s’explique notamment par des interactions intermoléculaires plus fortes dans le butanol, qui possède des liaisons hydrogène.

19. Dans quel cas les interactions de van der Waals sont-elles généralement les plus importantes ?

Entre des molécules ioniques, rigides, symétriques et de masse molaire réduite
Entre des molécules apolaires, compactes, légères et de faible surface de contact
Entre des molécules très polaires, longues, linéaires et de masse molaire élevée
Entre des molécules peu polaires, courtes, ramifiées et de faible masse molaire

Entre des molécules très polaires, longues, linéaires et de masse molaire élevée

Explication

Les interactions de van der Waals augmentent lorsque les molécules sont plus polaires, plus longues, plus linéaires ou plus lourdes. Les caractéristiques opposées tendent à réduire ces interactions, et la présence d’ions relève d’un autre type d’interaction électrostatique.

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Qu'est-ce que l'électronégativité selon Linus Pauling ?

La capacité d'un atome à attirer les électrons d'une liaison covalente.

Quelle est l'unité de la valeur d'électronégativité χ ?

Elle est sans unité.

Que signifie une valeur élevée de χ pour un atome ?

Cet atome attire plus les électrons de la liaison.

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Consultez la fiche de révision complète sur Polarité des liaisons et molécules.

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