Flashcards : Spectres et classification atomique — 88 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un atome ?

Réponse

Une espèce électriquement neutre avec un noyau central sphérique et des électrons.

2Question

Que contient le noyau atomique ?

Réponse

Les nucléons, c’est-à-dire les protons et les neutrons.

3Question

Quelle charge portent les électrons dans un atome neutre ?

Réponse

Une charge négative égale à $-e$ .

4Question

Quelle est la masse de l’électron ?

Réponse

$9{,}11\times10^{-31}\ \mathrm{kg}$ .

5Question

Quelle charge a un proton ?

Réponse

$+1{,}6022\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ .

6Question

Quelle est la masse du neutron ?

Réponse

Environ $1{,}6749\times10^{-27}\ \mathrm{kg}$ .

7Question

Que révèle l’expérience de Rutherford sur la structure atomique ?

Réponse

Une matière lacunaire avec une masse concentrée dans une petite région centrale.

8Question

Quelle formule donne le rayon nucléaire en fonction du nombre de nucléons ?

Réponse

$R=R_0A^{1/3}$ avec $R_0=1{,}414\times10^{-15}\ \mathrm{m}$ .

9Question

Qu'est-ce qu'un élément chimique ?

Réponse

Une entité fondamentale commune aux variétés d’un même corps simple et ses combinaisons.

10Question

Quelle différence principale distingue isotopes et isobares ?

Réponse

Les isotopes ont même nombre de protons, les isobares même nombre de nucléons.

11Question

Que partagent les isotones ?

Réponse

Le même nombre de neutrons.

12Question

Qu'est-ce que la mole en SI ?

Réponse

L’unité de quantité de matière contenant autant d’entités que d’atomes dans 12 g de carbone 12.

13Question

Quelle est la valeur de la constante d’Avogadro ?

Réponse

$N_A=6{,}022\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ .

14Question

Comment est définie l’unité de masse atomique ?

Réponse

Comme le douzième de la masse d’un atome de carbone 12.

15Question

Quelle est la valeur de l’unité de masse atomique en kg ?

Réponse

$1{,}6606\times10^{-27}\ \mathrm{kg}$ .

16Question

Qu'est-ce que la masse molaire d’un élément ?

Réponse

La moyenne pondérée des masses isotopiques relatives selon leurs abondances naturelles.

17Question

Quelle formule donne l'énergie d'un photon selon Planck ?

Réponse

$E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}$

18Question

Quelle est la valeur de la constante de Planck $h$ ?

Réponse

$h=6{,}6261\times10^{-34}\ \mathrm{J\,s}$

19Question

Qu'est-ce qu'un photon selon Einstein en 1905 ?

Réponse

Une particule sans masse ni charge qui transporte un quantum d'énergie.

20Question

Quelle formule donne la longueur d'onde d'une particule selon de Broglie ?

Réponse

$\lambda=\frac{h}{mc}$

21Question

Quelle inégalité exprime Heisenberg en 1926 ?

Réponse

$\Delta E\times\Delta t\geq\hbar$

22Question

Comment s'exprime $\hbar$ en fonction de $h$ ?

Réponse

$\hbar=\frac{h}{2\pi}$

23Question

Qu'est-ce qu'une orbitale atomique selon Schrödinger ?

Réponse

Une fonction d'onde solution de l'équation de Schrödinger définie par quatre nombres quantiques.

24Question

Qui a introduit la quantification de l'énergie du photon en 1900 ?

Réponse

Max Planck

25Question

Quels sont les quatre nombres quantiques définissant l'état d'un électron ?

Réponse

Le nombre principal n, azimutal l, magnétique m_l et magnétique de spin m_s.

26Question

Quelle est la condition sur le nombre quantique azimutal l ?

Réponse

Il vérifie 0 ≤ l ≤ n - 1.

27Question

À quelles sous-couches correspondent les valeurs l = 0,1,2,3 ?

Réponse

Aux sous-couches s, p, d et f respectivement.

28Question

Quelles valeurs peut prendre le nombre quantique magnétique m_l ?

Réponse

Les valeurs entières de -l à +l.

29Question

Le nombre quantique magnétique m_l influence-t-il l'énergie électronique ?

Réponse

Non, il ne participe pas à l'énergie électronique.

30Question

Quelles valeurs peut prendre le nombre quantique magnétique de spin m_s ?

Réponse

Seules +½ et -½.

31Question

Combien d'états électroniques possède une couche de nombre principal n ?

Réponse

2n² états électroniques possibles.

32Question

Comment se distinguent les orbitales s, p, d et f ?

Réponse

s est sphérique, p a 3 orientations, d a 5 orbitales, f a 7 orbitales.

33Question

Qu'est-ce qu'un ion hydrogénoïde ?

Réponse

Une espèce ionique avec un noyau de charge $+Ze$ et un seul électron.

34Question

Quelle est la formule de l'énergie du niveau principal $n$ pour un ion hydrogénoïde ?

Réponse

$E_n=-13{,}6\frac{Z^2}{n^2}\ \mathrm{eV}$ .

35Question

Que représente le niveau $n=1$ dans un ion hydrogénoïde ?

Réponse

L'état fondamental.

36Question

Que signifie la limite $n \to \infty$ pour un ion hydrogénoïde ?

Réponse

Elle correspond à l'ionisation.

37Question

Quelle relation lie l'énergie du photon émis à la transition $p \to n$ ?

Réponse

$\Delta E=E_p - E_n=\frac{hc}{\lambda}$ .

38Question

Quelle est la formule de Ritz-Rydberg pour le nombre d'onde $\sigma$ ?

Réponse

$\sigma=\frac{1}{\lambda}=R_HZ^2\left(\frac{1}{n^2}-\frac{1}{p^2}\right)$ .

39Question

Quelle est la valeur approchée de la constante de Rydberg $R_H$ ?

Réponse

$R_H \approx 1{,}0973731 \times 10^7\ \mathrm{m^{-1}}$ .

40Question

Qu'est-ce que l'état fondamental de l'atome d'hydrogène ?

Réponse

C'est l'état avec n = 1 où l'électron est au niveau d'énergie le plus bas.

41Question

Qu'impose l'ionisation de l'atome d'hydrogène sur n et l'énergie finale ?

Réponse

n tend vers l'infini et l'énergie finale est E∞ = 0.

42Question

Quelle est la formule de l'énergie d'un niveau d'un ion hydrogénoïde ?

Réponse

$E_n=-13,6\times\frac{Z^2}{n^2}\ \mathrm{eV}$

43Question

Quelle est la formule du nombre d'onde d'une raie d'émission d'un ion hydrogénoïde ?

Réponse

$\sigma=\frac{1}{\lambda}=R_H Z^2\left(\frac{1}{n^2}-\frac{1}{p^2}\right)$

44Question

Quelles sont les longueurs d'onde des quatre raies visibles de l'hydrogène ?

Réponse

Hα = 656 nm, Hβ = 486 nm, Hγ = 434 nm, Hδ = 410 nm.

45Question

Quelles séries spectrales de l'hydrogène correspondent à l'UV, visible et IR ?

Réponse

Lyman (UV), Balmer (visible et UV), Paschen, Brackett, Pfund (IR).

46Question

Qu'indique la configuration électronique d'un atome ou ion ?

Réponse

La répartition des électrons dans les sous-couches ou orbitales atomiques.

47Question

Qu'interdit le principe d'exclusion de Pauli ?

Réponse

Deux électrons d'avoir quatre nombres quantiques identiques.

48Question

Quelle est la capacité maximale en électrons d'un niveau principal n ?

Réponse

$2n^2$ électrons.

49Question

Combien d'orbitales comporte un niveau principal n ?

Réponse

$n^2$ orbitales.

50Question

Selon la règle de Klechkowsky, comment remplit-on les orbitales ?

Réponse

Selon l'ordre croissant de $n + l$ , puis par plus petit $n$ si égalité.

51Question

Que prescrit la règle de Hund dans un niveau dégénéré non saturé ?

Réponse

Occuper un maximum d'orbitales avec des spins parallèles avant l'appariement.

52Question

Quelles sont les configurations électroniques réelles du chrome et du cuivre ?

Réponse

Chrome : [Ar] 4s¹ 3d⁵ ; cuivre : [Ar] 4s¹ 3d¹⁰.

53Question

Comment forme-t-on la configuration électronique d'un ion ?

Réponse

On ajoute ou retire des électrons pour atteindre une configuration plus stable.

54Question

Comment la classification périodique moderne classe-t-elle les éléments ?

Réponse

Par numéro atomique Z croissant.

55Question

Combien de colonnes et de lignes comporte la classification périodique ?

Réponse

18 colonnes et 7 lignes.

56Question

Quels blocs composent la classification périodique ?

Réponse

Les blocs s, p, d et f.

57Question

Quelles colonnes forment le bloc s dans la classification périodique ?

Réponse

Les colonnes 1 et 2.

58Question

Comment évolue le caractère métallique dans le tableau périodique ?

Réponse

Il augmente de droite à gauche dans une période et de haut en bas dans un groupe.

59Question

Quelle est la proportion approximative de métaux parmi les corps simples du tableau périodique ?

Réponse

Environ 80 %.

60Question

Comment évolue l’énergie de première ionisation dans le tableau périodique ?

Réponse

Elle augmente de gauche à droite dans une période et de bas en haut dans un groupe.

61Question

Quelle est la formule de Mulliken pour l’électronégativité ?

Réponse

$\chi=\frac{1}{2}(EI+AE)$ avec EI et AE en eV.

62Question

Quelle est la formule du rayon orbitalaire selon l'approximation de Slater ?

Réponse

$r_{n,l}=\frac{n^{*2}a_0}{Z^*}$

63Question

Quelle est la valeur de $a_0$ dans l'approximation de Slater ?

Réponse

$a_0=52,9\ \mathrm{pm}$

64Question

Comment le rayon d'un cation compare-t-il à celui de l'atome neutre ?

Réponse

Le rayon d'un cation est nettement inférieur à celui de l'atome correspondant.

65Question

Comment le rayon d'un anion compare-t-il à celui de l'atome neutre ?

Réponse

Le rayon d'un anion est nettement supérieur à celui de l'atome correspondant.

66Question

Qu'est-ce que la charge effective $Z^*$ ?

Réponse

C'est la charge positive du noyau ressentie par un électron après l'écran des autres électrons.

67Question

Quelle est la formule pour calculer la charge effective $Z^*$ ?

Réponse

$Z^*=Z-S_i$ où $S_i$ est la constante d'écran sur l'électron étudié.

68Question

Quels sont les coefficients d'écran selon Slater pour un électron ns ou np ?

Réponse

Ils sont 1 pour couche $n'<n-1$ , 0,85 pour $n'=n-1$ , 0,35 pour même couche, 0 pour extérieur.

69Question

Quelle est la formule de l'énergie d'un électron selon Slater ?

Réponse

$E_i=-13,6\times\frac{Z^{*2}}{n^{*2}}\ \mathrm{eV}$

70Question

Quelle est la formule du pourcentage massique d'hydrogène dans un composé C-H ?

Réponse

$P_m(H)=100-P_m(C)$

71Question

Comment calcule-t-on l'indice x dans la formule brute CxHy ?

Réponse

$x=\frac{P_m(C)M(A)}{M(C)}$

72Question

Comment calcule-t-on l'indice y dans la formule brute CxHy ?

Réponse

$y=\frac{P_m(H)M(A)}{M(H)}$

73Question

Quelle est la formule de l'énergie totale dans l'approximation de Slater ?

Réponse

$E=\sum_{i=1}^{m}n_iE_i$

74Question

Comment s'exprime l'énergie d'un électron dans un groupe quantique principal $n$ ?

Réponse

$E_i=-13,6\times\frac{Z^{*2}}{n^{*2}}\ \mathrm{eV}$

75Question

Qu'est-ce que le défaut quantique ?

Réponse

La différence entre le nombre quantique principal $n$ et le nombre quantique effectif $n^*$ .

76Question

Quelle est la formule du pourcentage massique de carbone dans une espèce A ?

Réponse

$P_m(C)=\frac{m(C)}{m(A)}\times100$

77Question

Comment calcule-t-on le pourcentage massique d'hydrogène dans une espèce composée de carbone et d'hydrogène ?

Réponse

$P_m(H)=100-P_m(C)$

78Question

Comment calcule-t-on le nombre d'atomes de carbone $x$ dans la formule brute $C_xH_y$ ?

Réponse

$x=\frac{P_m(C)M(A)}{M(C)}$

79Question

Comment calcule-t-on le nombre d'atomes d'hydrogène $y$ dans la formule brute $C_xH_y$ ?

Réponse

$y=\frac{P_m(H)M(A)}{M(H)}$

80Question

Quelles sont les masses molaires utilisées pour le carbone et l'hydrogène ?

Réponse

$M(C)=12\ \mathrm{g.mol^{-1}}$ et $M(H)=1\ \mathrm{g.mol^{-1}}$

81Question

Qu'est-ce qu'une liaison covalente ?

Réponse

Une mise en commun de deux électrons appariés entre deux atomes.

82Question

Combien de doublets électroniques met en commun une liaison double ?

Réponse

Deux doublets électroniques.

83Question

Combien de doublets électroniques met en commun une liaison triple ?

Réponse

Trois doublets électroniques.

84Question

Qu'est-ce qu'une liaison de coordination ?

Réponse

Une liaison formée par un doublet donné par un atome à un autre avec orbitale vacante.

85Question

Que forme une coupure homolytique d'une liaison ?

Réponse

Des radicaux en partageant le doublet entre deux atomes.

86Question

Que forme une coupure hétérolytique d'une liaison ?

Réponse

Un cation et un anion en attribuant les deux électrons à un seul atome.

87Question

Que stipule la règle du duet pour l'hydrogène ?

Réponse

Elle gagne ou partage un électron pour avoir deux électrons en couche externe.

88Question

Quels atomes tendent à respecter la règle de l’octet ?

Réponse

Le carbone, l’azote, l’oxygène et le fluor.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 68 questions sur Spectres et classification atomique.

1. Concernant la constitution générale de l’atome, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

2. Parmi les propositions suivantes concernant les particules atomiques, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

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