QCM : Propriétés atomiques et liaisons chimiques — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Comment définit-on le rayon atomique d’un élément XX à partir de la molécule X2X_2 ?

Comme la moitié de la distance entre deux ions de charges opposées
Comme la distance entre un noyau et l’électron le plus externe
Comme la distance minimale entre deux molécules non liées
Comme la moitié de la distance entre les deux noyaux de X2X_2

Comme la moitié de la distance entre les deux noyaux de $$X_2$$

Explication

Le rayon atomique correspond à la moitié de la distance internucléaire mesurée dans X2X_2. La distance minimale entre deux molécules non liées sert plutôt à définir le rayon de van der Waals.

2. Comment évolue le rayon atomique lorsqu’on descend dans une colonne du tableau périodique et lorsqu’on avance dans une période ?

Il diminue dans les deux directions du tableau périodique
Il augmente dans une colonne et diminue dans une période
Il diminue dans une colonne et augmente dans une période
Il augmente dans les deux directions du tableau périodique

Il augmente dans une colonne et diminue dans une période

Explication

L’ajout de couches électroniques en descendant une colonne accroît le rayon atomique, tandis que l’augmentation de l’attraction nucléaire dans une période le réduit. L’évolution n’est donc pas identique dans les deux directions.

3. Quelle définition décrit correctement l’énergie d’ionisation d’un atome gazeux ?

L’énergie positive nécessaire pour lui arracher un électron et former un cation
L’énergie libérée lorsqu’un cation gazeux gagne un proton supplémentaire
L’énergie négative libérée lorsqu’il capte un électron et forme un anion
L’énergie nécessaire pour rapprocher deux atomes et créer une liaison

L’énergie positive nécessaire pour lui arracher un électron et former un cation

Explication

L’énergie d’ionisation est une énergie positive fournie pour retirer un électron à un atome gazeux, ce qui produit un cation. La capture d’un électron avec libération d’énergie relève de l’affinité électronique.

4. Quelle relation décrit correctement les deux premières ionisations successives d’un atome XX ?

X→X++e−X\rightarrow X^+ + e^- puis X+→X2++e−X^+\rightarrow X^{2+}+e^-, avec EI1<EI2EI_1<EI_2
X→X2++2e−X\rightarrow X^{2+}+2e^- puis X2+→X++e−X^{2+}\rightarrow X^+ + e^-, avec EI1>EI2EI_1>EI_2
X+→X+e−X^+\rightarrow X+e^- puis X2+→X++e−X^{2+}\rightarrow X^+ +e^-, avec EI1>EI2EI_1>EI_2
X+e−→X−X+e^-\rightarrow X^- puis X−+e−→X2−X^-+e^-\rightarrow X^{2-}, avec EI1<EI2EI_1<EI_2

$$X\rightarrow X^+ + e^-$$ puis $$X^+\rightarrow X^{2+}+e^-$$, avec $$EI_1<EI_2$$

Explication

La première ionisation retire un électron à l’atome neutre, puis la deuxième retire un électron au cation formé. Cette seconde étape demande davantage d’énergie, d’où EI1<EI2EI_1<EI_2.

5. Pourquoi l’énergie d’ionisation augmente-t-elle généralement dans une période mais diminue-t-elle dans une colonne ?

Dans une période les électrons sont davantage écrantés, tandis que le noyau attire plus fortement dans une colonne
Dans une période l’attraction noyau-électron se renforce, tandis qu’une nouvelle couche facilite l’arrachement dans une colonne
Dans une période le rayon augmente, tandis que les électrons se rapprochent du noyau en descendant une colonne
Dans une période une nouvelle couche apparaît, tandis que la charge nucléaire diminue en descendant une colonne

Dans une période l’attraction noyau-électron se renforce, tandis qu’une nouvelle couche facilite l’arrachement dans une colonne

Explication

Au cours d’une période, l’augmentation du numéro atomique renforce l’attraction électrostatique exercée sur les électrons. En descendant une colonne, l’ajout d’une couche place l’électron externe plus loin du noyau et facilite son retrait.

6. Que représente l’affinité électronique lors de la formation d’un anion gazeux ?

L’énergie libérée lors de l’ajout d’un électron à un atome, avec une valeur négative
L’énergie positive nécessaire pour retirer un électron à un atome gazeux
L’énergie libérée lorsqu’un noyau gagne un proton et change d’élément
L’énergie absorbée lorsqu’un atome perd un électron et devient un cation

L’énergie libérée lors de l’ajout d’un électron à un atome, avec une valeur négative

Explication

L’affinité électronique décrit le gain d’un électron par un atome gazeux et l’énergie libérée au cours de cette transformation. Sa valeur est négative, contrairement à l’énergie d’ionisation qui correspond à une perte d’électron.

7. Entre deux atomes dont les affinités électroniques ont des valeurs absolues différentes, lequel forme l’anion le plus stable ?

Celui dont l’énergie d’ionisation est la plus grande
Celui dont le rayon atomique est le plus grand
Celui dont la valeur absolue de l’affinité électronique est la plus grande
Celui dont la valeur absolue de l’affinité électronique est la plus faible

Celui dont la valeur absolue de l’affinité électronique est la plus grande

Explication

Une valeur absolue plus grande de l’affinité électronique signifie qu’une plus grande quantité d’énergie est libérée lors de la capture de l’électron. Cette libération plus importante est associée à une plus grande stabilité de l’anion formé.

8. Que caractérise l’électronégativité d’un élément lors de la formation d’une liaison chimique ?

Sa capacité à attirer les électrons partagés
Son nombre total de couches électroniques
Sa tendance à former des ions positifs
Son aptitude à céder des électrons internes

Sa capacité à attirer les électrons partagés

Explication

L’électronégativité mesure l’attraction exercée par un élément sur les électrons partagés d’une liaison. La cession d’électrons et la formation d’ions relèvent d’autres propriétés atomiques.

9. Quel type de liaison est généralement associé à une différence d’électronégativité de 2,0 entre deux éléments ?

Une liaison covalente apolaire, sans séparation de charges
Une liaison métallique, avec des électrons délocalisés
Une liaison ionique, avec une polarité accrue
Une liaison covalente pure, avec un partage parfaitement égal

Une liaison ionique, avec une polarité accrue

Explication

Une différence d’électronégativité supérieure à 1,7 correspond généralement à une liaison ionique et renforce la polarité. Une liaison covalente apolaire implique une différence très faible entre les électronégativités.

10. Dans quelle situation une molécule possède-t-elle un moment dipolaire ?

Lorsque ses atomes ont des masses atomiques différentes
Lorsque sa charge totale est nécessairement différente de zéro
Lorsque tous ses électrons de valence sont répartis de manière symétrique
Lorsque les barycentres des charges positives et négatives sont distincts

Lorsque les barycentres des charges positives et négatives sont distincts

Explication

Un moment dipolaire apparaît lorsque les barycentres des charges positives et négatives ne coïncident pas. Une charge totale non nulle n’est pas requise pour qu’une molécule soit polaire.

11. Comment varie le moment dipolaire d’une liaison si la charge partielle et la longueur de liaison augmentent toutes deux ?

Il reste constant, car il dépend de l’électronégativité seule
Il diminue selon μ=qeδ×l\mu=\frac{q_e}{\delta\times l}
Il devient nul, car les charges partielles se compensent
Il augmente selon μ=qe×δ×l\mu=q_e\times\delta\times l

Il augmente selon $$\mu=q_e\times\delta\times l$$

Explication

Le moment dipolaire est proportionnel à la charge partielle et à la longueur de liaison, selon μ=qe×δ×l\mu=q_e\times\delta\times l. Il ne dépend donc pas de l’électronégativité seule.

12. Laquelle de ces molécules est généralement apolaire en raison de sa symétrie ?

Une molécule polyatomique symétrique possédant un centre de symétrie
Une molécule dont les barycentres de charges sont distincts
Une molécule polyatomique dissymétrique avec des liaisons polaires
Une molécule diatomique formée de deux éléments différents

Une molécule polyatomique symétrique possédant un centre de symétrie

Explication

Une molécule polyatomique symétrique à centre de symétrie peut avoir un moment dipolaire nul, donc être apolaire. Une structure dissymétrique ou hétéronucléaire favorise au contraire un moment dipolaire non nul.

13. Que représente principalement une structure de Lewis ?

La répartition des électrons de valence autour des atomes et dans les liaisons
La masse relative des atomes et la longueur de chaque liaison
La distribution complète des électrons internes et externes de chaque atome
La trajectoire précise des électrons autour du noyau dans la molécule

La répartition des électrons de valence autour des atomes et dans les liaisons

Explication

Une structure de Lewis montre les électrons de valence, qu’ils soient impliqués dans les liaisons ou placés en doublets non liants. Elle ne décrit pas la configuration électronique complète incluant les électrons internes.

14. Comment se forme une liaison covalente entre deux atomes ?

Par la mise en commun d’un doublet d’électrons de valence
Par l’expulsion des électrons internes des deux atomes
Par l’attraction entre deux noyaux dépourvus d’électrons
Par le transfert complet d’un électron vers l’atome voisin

Par la mise en commun d’un doublet d’électrons de valence

Explication

Une liaison covalente résulte du partage d’un doublet d’électrons de valence entre deux atomes. Le transfert complet d’électrons caractérise plutôt la formation d’ions dans une liaison ionique.

15. Quelle configuration de valence visent généralement les atomes en s’associant, avec l’exception de H, He et Li ?

La configuration de H, He et Li avec huit électrons de valence
La configuration d’un halogène avec sept électrons de valence
La configuration d’un gaz rare avec huit électrons de valence
La configuration d’un métal avec six électrons de valence

La configuration d’un gaz rare avec huit électrons de valence

Explication

La règle de l’octet décrit la recherche d’une configuration stable comportant huit électrons de valence. H, He et Li constituent l’exception mentionnée et suivent la règle du duet avec deux électrons.

16. Quelle séquence décrit correctement la construction d’un modèle de Lewis ?

Placer les noyaux, déterminer les masses, supprimer les électrons internes, puis calculer les charges formelles
Tracer les liaisons, compter les protons, ajouter les électrons internes, puis vérifier les masses atomiques
Calculer les charges, choisir les orbitales, répartir les neutrons, puis placer les électrons de valence
Compter les électrons, calculer les doublets, placer les liaisons et doublets non liants, puis rechercher les charges formelles

Compter les électrons, calculer les doublets, placer les liaisons et doublets non liants, puis rechercher les charges formelles

Explication

La construction commence par le décompte des électrons de valence, suivi du calcul et du placement des doublets, puis de la recherche des charges formelles. Les autres séquences introduisent des grandeurs qui ne constituent pas les étapes du modèle de Lewis.

17. Quelle différence distingue une liaison covalente apolaire d’une liaison covalente polarisée ?

La première possède une lacune électronique, la seconde respecte la configuration d’un gaz rare
La première implique une paire donnée, la seconde plusieurs paires entre les mêmes atomes
La première unit des atomes d’électronégativités égales, la seconde des atomes d’électronégativités différentes
La première dépasse l’octet, la seconde répartit les électrons selon une symétrie parfaite

La première unit des atomes d’électronégativités égales, la seconde des atomes d’électronégativités différentes

Explication

Une liaison apolaire partage les électrons entre des atomes de même électronégativité, tandis qu’une liaison polarisée concerne des électronégativités différentes. Une liaison de coordination repose plutôt sur le don d’une paire électronique par un seul atome.

18. Dans une liaison covalente de coordination, comment se forme le doublet liant ?

Deux atomes échangent leurs électrons de valence sans créer de liaison
Un atome donne les deux électrons à un atome accepteur qui possède une lacune électronique
Chaque atome fournit un électron célibataire de même énergie
Un atome reçoit deux électrons puis les partage avec un troisième atome

Un atome donne les deux électrons à un atome accepteur qui possède une lacune électronique

Explication

La liaison de coordination provient du don d’une paire électronique par un atome donneur vers un accepteur présentant une lacune électronique. La liaison covalente classique se distingue par la fourniture d’un électron par chacun des deux atomes.

19. Quelle caractéristique définit une molécule hypervalente ?

Elle possède plusieurs formules limites présentant des charges formelles différentes
Elle contient un atome dont la couche de valence possède plus de huit électrons
Elle contient un atome dont la couche de valence possède exactement huit électrons
Elle contient plusieurs atomes partageant une paire électronique de coordination

Elle contient un atome dont la couche de valence possède plus de huit électrons

Explication

Une molécule hypervalente comporte un atome entouré de plus de huit électrons dans sa couche de valence, ce qui dépasse la règle de l’octet. Le respect de huit électrons correspond au cas octet, et non à l’hypervalence.

20. Comment la résonance représente-t-elle la structure réelle d’une molécule ?

Comme une superposition pondérée de plusieurs formules limites contributrices
Comme une formule unique obtenue en déplaçant les noyaux entre plusieurs géométries
Comme une succession rapide de structures qui existent séparément dans le temps
Comme une combinaison de molécules distinctes ayant des compositions atomiques différentes

Comme une superposition pondérée de plusieurs formules limites contributrices

Explication

La résonance décrit une structure réelle résultant d’une superposition pondérée de formules limites équivalentes ou contributrices. Elle ne signifie pas que les différentes formules existent successivement comme des molécules séparées.

21. Quel ordre de critères faut-il appliquer pour sélectionner la forme mésomère principale ?

Minimiser d’abord les charges, dépasser ensuite l’octet, puis rechercher la symétrie
Respecter d’abord l’octet, réduire ensuite les charges, puis privilégier la symétrie
Choisir d’abord la structure la plus longue, réduire ensuite l’octet, puis répartir les charges
Privilégier d’abord la symétrie, respecter ensuite l’octet, puis augmenter les charges

Respecter d’abord l’octet, réduire ensuite les charges, puis privilégier la symétrie

Explication

La sélection commence par le respect maximal de l’octet, se poursuit par la minimisation des charges et s’achève par la recherche de la structure la plus symétrique. La symétrie ne constitue donc pas le premier critère de choix.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 47 flashcards sur Propriétés atomiques et liaisons chimiques.

Qu'est-ce que le rayon atomique d'un élément X ?

La moitié de la distance entre les deux noyaux de la molécule X₂.

Comment varie le rayon atomique dans une colonne du tableau périodique ?

Le rayon atomique augmente dans une colonne.

Comment varie le rayon atomique dans une période du tableau périodique ?

Le rayon atomique diminue dans une période.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Propriétés atomiques et liaisons chimiques.

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