QCM : Structure atomique et molécules (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un atome neutre gagne deux électrons. Quel changement subit-il ?

Il devient un ion chargé négativement.
Il devient une espèce chimique composée de plusieurs atomes.
Il devient une molécule chargée positivement.
Il reste un atome neutre de masse inchangée.

Il devient un ion chargé négativement.

Explication

Le gain d’électrons donne à l’atome une charge négative et en fait un ion. Une molécule désigne un ensemble d’atomes liés entre eux, pas un atome ayant gagné des électrons.

2. Un échantillon contient un très grand nombre d’entités chimiques identiques, toutes constituées de molécules. Comment caractériser cette espèce chimique ?

C’est une espèce atomique.
C’est une espèce moléculaire.
C’est une espèce ionique.
C’est une molécule isolée.

C’est une espèce moléculaire.

Explication

Une espèce chimique rassemble un très grand nombre d’entités identiques et peut être moléculaire lorsque ces entités sont des molécules. Une molécule isolée est une entité, et non le grand ensemble qui définit l’espèce.

3. Une sous-couche s est déjà occupée par deux électrons. Quelle affirmation décrit correctement sa capacité ?

Elle a atteint son maximum de deux électrons.
Elle peut encore accueillir jusqu’à quatre électrons.
Elle a atteint le maximum de six électrons d’une sous-couche p.
Elle peut encore accueillir un électron avant d’être complète.

Elle a atteint son maximum de deux électrons.

Explication

Une sous-couche s peut contenir au maximum deux électrons; elle est donc complète dans cette situation. La capacité de six électrons concerne une sous-couche p, et non une sous-couche s.

4. Pour établir la structure électronique d’un atome, quelle démarche faut-il suivre ?

Placer les électrons dans l’ordre des sous-couches sans tenir compte de leur capacité, puis s’arrêter quand une sous-couche est pleine.
Déterminer son nombre de protons, remplir d’abord les sous-couches de plus grande capacité, puis s’arrêter après la première couche.
Déterminer sa charge, répartir les électrons également entre les sous-couches, puis s’arrêter après avoir rempli la sous-couche p.
Déterminer son nombre d’électrons, les placer selon l’ordre et les capacités des sous-couches, puis s’arrêter quand ils sont tous placés.

Déterminer son nombre d’électrons, les placer selon l’ordre et les capacités des sous-couches, puis s’arrêter quand ils sont tous placés.

Explication

La démarche commence par le décompte des électrons, puis respecte l’ordre de remplissage et la capacité maximale de chaque sous-couche jusqu’à ce que tous les électrons soient placés. Le nombre de protons ne remplace pas ce décompte dans les étapes indiquées.

5. Dans le tableau périodique, comment appelle-t-on une colonne et que partagent les éléments qui s’y trouvent ?

Une famille, dont les éléments ont le même nombre de protons et des configurations électroniques identiques
Une période, dont les éléments ont le même nombre d’électrons de valence et des propriétés chimiques similaires
Une période, dont les éléments ont le même nombre de couches électroniques et des réactivités similaires
Une famille, dont les éléments ont le même nombre d’électrons de valence et des réactivités similaires

Une famille, dont les éléments ont le même nombre d’électrons de valence et des réactivités similaires

Explication

Une colonne du tableau périodique est une famille, et ses éléments ont le même nombre d’électrons de valence ainsi que des réactivités chimiques similaires. Une période correspond à une ligne, et non à une colonne.

6. Combien d’électrons de valence possède l’hélium dans sa structure stable en duet ?

Dix-huit électrons de valence
Huit électrons de valence
Dix électrons de valence
Deux électrons de valence

Deux électrons de valence

Explication

La couche de valence de l’hélium est saturée avec deux électrons, ce qui correspond à une structure en duet. Les huit électrons caractérisent notamment la structure en octet du néon et de l’argon.

7. Dans un schéma de Lewis, à quoi sert un doublet non liant ?

À indiquer les électrons transférés d’un atome vers un autre lors de la formation d’un ion.
À représenter deux électrons qui appartiennent à un atome sans former de liaison.
À montrer les électrons de valence qui ne sont pas représentés autour de l’atome.
À représenter deux électrons partagés entre deux atomes pour former une liaison.

À représenter deux électrons qui appartiennent à un atome sans former de liaison.

Explication

Un doublet non liant représente deux électrons associés à l’atome considéré, sans participer à une liaison. Un doublet liant, contrairement à ce doublet, représente des électrons partagés entre des atomes.

8. Quelle opération permet de calculer l’énergie de liaison totale d’une molécule ?

Diviser l’énergie de chaque liaison par le nombre de molécules.
Multiplier les énergies de liaison par le nombre d’atomes.
Additionner les énergies de chacune de ses liaisons covalentes.
Soustraire l’énergie de la liaison la plus faible des autres.

Additionner les énergies de chacune de ses liaisons covalentes.

Explication

L’énergie totale correspond à la somme des énergies nécessaires pour rompre chacune des liaisons de la molécule. La multiplication par le nombre d’atomes ne tient pas compte du nombre et du type de liaisons présentes.

9. Quelle différence distingue principalement la masse d’un électron de celle d’un proton ou d’un neutron ?

Elle est très inférieure à la masse de chacun d’eux.
Elle est très supérieure à la masse de chacun d’eux.
Elle est égale à la masse de chacun d’eux.
Elle est proche de la somme de leurs deux masses.

Elle est très inférieure à la masse de chacun d’eux.

Explication

La masse d’un électron vaut environ 9.11×10−319.11\times10^{-31} kg, contre 1.67×10−271.67\times10^{-27} kg pour un proton comme pour un neutron. Un proton et un neutron ont donc des masses proches l’une de l’autre, mais chacune est très supérieure à celle de l’électron.

10. Pourquoi la configuration électronique d’un atome neutre permet-elle de connaître son nombre de protons ?

Parce que l’atome neutre possède autant d’électrons que de protons.
Parce que chaque sous-couche contient autant de protons que d’électrons.
Parce que les électrons et les protons ont la même masse.
Parce que les protons occupent les sous-couches électroniques avec les électrons.

Parce que l’atome neutre possède autant d’électrons que de protons.

Explication

Dans un atome électriquement neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons ; compter les électrons renseigne donc sur le nombre de protons. L’égalité concerne les nombres de particules, pas leurs masses, qui ne sont pas les mêmes.

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Comment s’exprime la masse d’un atome en fonction de son noyau et de ses électrons ?

matome=mnoyau+meˊlectronsm_{atome}=m_{noyau}+m_{électrons}

Combien d’électrons peuvent contenir au maximum une sous-couche s et une sous-couche p ?

Une sous-couche s contient 2 électrons et une sous-couche p en contient 6 au maximum.

Quelle est la masse d’un électron ?

9.11×10−319.11\times10^{-31} kg.

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