QCM : Propriétés périodiques des éléments — 17 questions

Explication

Le tableau périodique est organisé selon le numéro atomique croissant, c’est-à-dire le nombre de protons du noyau. Le classement par masse atomique ou par nombre d’électrons de valence ne correspond pas à la règle donnée.

Explication

Le numéro de la période est déterminé par le plus grand nombre quantique principal n occupé à l’état fondamental. Il ne correspond donc pas directement au nombre d’électrons de valence, qui intervient notamment dans l’organisation en colonnes.

Explication

Les gaz rares possèdent une couche de valence complète, ce qui explique leur grande stabilité et leur faible réactivité. Les halogènes ont au contraire un électron manquant pour atteindre cette configuration, tandis que les alcalins cherchent à céder un électron.

Explication

Les halogènes sont réactifs parce qu’il leur manque un électron pour atteindre la configuration stable des gaz rares. Ils tendent donc à gagner un électron et présentent un caractère oxydant, contrairement aux alcalins qui cèdent un électron.

Explication

Les alcalins disposent d’un électron qu’ils peuvent donner pour atteindre la configuration électronique d’un gaz rare. Cette tendance à céder un électron explique leur caractère réducteur, et non oxydant.

Explication

Pour un atome gros et réducteur, la couche de valence est plus éloignée du noyau et ses électrons sont moins fortement liés. Leur énergie est alors plus élevée et se rapproche de zéro.

Explication

L’énergie maximale d’un électron est définie comme nulle. Cette limite correspond à la situation théorique d’un électron situé à une distance infinie du noyau.

Explication

L’ionisation d’un atome gazeux s’écrit X(g) → X⁺(g) + e⁻ : elle correspond donc au retrait d’un électron à un atome neutre. Le gain d’un électron relève de l’affinité électronique, et non de l’ionisation.

Explication

L’énergie d’ionisation est l’énergie nécessaire pour retirer un électron à un atome. Elle ne décrit donc ni l’attraction des électrons d’une liaison ni le gain d’un électron.

Explication

L’énergie d’ionisation augmente lorsque le rayon atomique diminue, car l’électron est davantage retenu par le noyau. Elle diminue lorsque l’électron de valence possède une énergie élevée.

Explication

L’électronégativité décrit l’attraction exercée par un atome sur les électrons d’une liaison. Elle se distingue ainsi de l’énergie d’ionisation, qui concerne le retrait d’un électron isolé.

Explication

L’électronégativité est notée χ et, sur l’échelle de Pauling, le fluor possède la valeur χ(F) = 4. Les alcalins ont au contraire une électronégativité faible.

Explication

Le rayon atomique correspond à une estimation du rayon de l’orbitale atomique de valence. Il concerne l’atome neutre, tandis que le rayon ionique s’applique aux cations et aux anions.

Explication

Le rayon atomique augmente avec la taille du nuage électronique, le nombre d’électrons, l’instabilité et l’énergie de valence. Il ne suit donc pas une évolution indépendante de ces caractéristiques.

Explication

La perte d’électrons par un atome forme un cation dont le nuage électronique est généralement plus contracté, tandis que le gain d’électrons forme un anion généralement plus volumineux. À nombre d’électrons comparable, les anions sont donc plus gros que les cations.

Explication

La configuration [Ar] 3d10 4s2 4p6 possède comme plus grand nombre quantique principal n=4 : elle appartient donc à la quatrième période. Sa couche de valence est saturée en 4s2 4p6, ce qui la place parmi les gaz rares ; les autres propositions attribuent à tort la période ou la famille.

Explication

Dans une série d’ions isoélectroniques, le nombre d’électrons est identique et le rayon diminue lorsque la charge nucléaire augmente. Ainsi, Ca2+ est le plus petit, K+ est intermédiaire et S2− est le plus grand ; l’ordre croissant est donc Ca2+ < K+ < S2−.