QCM : Structure et Comportement de l'Atome — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que désignent les électrons de valence dans un atome ?

Tous les électrons présents dans le noyau
Les électrons situés uniquement dans la première couche
Les électrons qui ont la plus grande masse
Les électrons en excès par rapport à la configuration du gaz rare précédent

Les électrons en excès par rapport à la configuration du gaz rare précédent

Explication

Les électrons de valence sont ceux qui s’ajoutent à la configuration du gaz rare précédent. Ce sont eux qui sont les plus importants pour la réactivité chimique.

2. Dans un atome neutre, quelle relation relie le nombre de protons et le nombre d’électrons ?

Les neutrons sont égaux aux électrons
Les électrons sont absents
Les protons sont deux fois plus nombreux
Ils sont égaux

Ils sont égaux

Explication

Un atome neutre possède autant de protons que d’électrons, ce qui assure l’équilibre des charges. Les neutrons n’interviennent pas dans cette égalité.

3. Quelle valeur le nombre quantique secondaire l peut-il prendre pour une couche de nombre principal n ?

Un entier compris entre 1 et n
Un entier compris entre −n et +n
Un entier compris entre 0 et n−1
Seulement 0 ou 1

Un entier compris entre 0 et n−1

Explication

Le nombre quantique secondaire l vérifie 0 ≤ l ≤ n−1. Il détermine la sous-couche et la forme des orbitales.

4. Combien d’électrons au maximum peut contenir une case quantique ?

Deux électrons de spins opposés
Autant d’électrons que le nombre quantique n
Un seul électron
Quatre électrons si les spins sont différents

Deux électrons de spins opposés

Explication

Une case quantique correspond à un triplet (n, l, m) et peut contenir au maximum deux électrons de spins opposés. Cela découle du principe d’exclusion de Pauli.

5. Quelle configuration électronique correspond au magnésium de numéro atomique 12 ?

[Ne] 3s1 3p1
1s2 2s2 2p4
1s2 2s2 2p6 3s2
[He] 2s2 2p8

1s2 2s2 2p6 3s2

Explication

Le magnésium possède 12 électrons, ce qui donne la configuration [Ne] 3s2, soit 1s2 2s2 2p6 3s2. Les autres propositions ne respectent pas le remplissage électronique.

6. Dans l’écriture nucléaire X_Z^A, que désigne le nombre de masse A ?

Le nombre d’électrons autour du noyau
Le nombre de protons seulement
Le total des protons et des neutrons
Le symbole chimique de l’élément

Le total des protons et des neutrons

Explication

Le nombre de masse A compte tous les nucléons, donc protons et neutrons. Ce n’est ni le nombre d’électrons ni le symbole de l’élément.

7. À quoi sert le recouvrement orbitalaire dans la description des atomes ?

À déterminer directement le numéro atomique Z
À imposer la charge du noyau
À expliquer la formation de nouvelles orbitales, notamment moléculaires
À compter le nombre de neutrons dans le noyau

À expliquer la formation de nouvelles orbitales, notamment moléculaires

Explication

Le recouvrement orbitalaire décrit l’interaction entre orbitales lorsqu’elles se rapprochent, ce qui permet de comprendre la formation d’orbitales moléculaires. Il ne sert pas à déterminer Z ni la charge nucléaire.

8. Que se passe-t-il lorsqu’un électron change de couche dans le modèle de Bohr ?

Il absorbe ou émet une énergie quantifiée
Il change le nombre de protons du noyau
Il devient une particule neutre
Il perd son caractère quantique

Il absorbe ou émet une énergie quantifiée

Explication

Le passage d’une couche à une autre correspond à une transition entre niveaux d’énergie discrets avec absorption ou émission d’une énergie quantifiée. Le noyau n’est pas modifié.

9. À quels systèmes le modèle de Bohr s’applique-t-il principalement ?

À l’atome d’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes à un seul électron
À tous les atomes polyélectroniques
Aux noyaux de tous les éléments
Aux molécules diatomiques seulement

À l’atome d’hydrogène et aux ions hydrogénoïdes à un seul électron

Explication

Le modèle de Bohr décrit des électrons en orbites quantifiées pour l’hydrogène et les ions hydrogénoïdes possédant un seul électron. Il ne s’applique pas directement à tous les atomes polyélectroniques.

10. Quelle modification distingue un isotope d’un autre isotope du même élément ?

Le nombre de protons change, mais Z reste identique
Le nombre d’électrons change, mais A reste identique
La charge du noyau change sans changer la composition
Le nombre de neutrons change, mais Z reste identique

Le nombre de neutrons change, mais Z reste identique

Explication

Deux isotopes ont le même numéro atomique Z, donc le même nombre de protons, mais un nombre de neutrons différent, ce qui fait varier A. Le changement d’électrons correspond plutôt à un ion.

11. Dans quelle sous-couche doit-on remplir d’abord une orbitale en appliquant la règle de Klechkowski : 4s ou 3d ?

3d, car elle appartient à la sous-couche d
4s, car elle a toujours un nombre quantique n plus petit
3d, car elle est remplie avant toutes les orbitales s
4s, car son critère n+l est plus faible

4s, car son critère n+l est plus faible

Explication

La règle de Klechkowski privilégie la plus faible valeur de n+l, et en cas d’égalité la plus petite valeur de n. Ainsi, 4s est remplie avant 3d.

12. Comment obtient-on un cation à partir d’un atome neutre ?

Par gain de neutrons
Par gain de protons
Par perte d’électrons
Par augmentation de A sans changer les électrons

Par perte d’électrons

Explication

Un cation est un ion chargé positivement formé par perte d’électrons. Le nombre de protons du noyau, lui, ne change pas.

13. Quelle particule de l’atome porte une charge positive et se trouve dans le noyau ?

Le neutron
Le proton
L’électron
Le noyau

Le proton

Explication

Le proton est la particule du noyau qui porte une charge positive. Le neutron est neutre et l’électron est négatif.

14. Que représente le numéro atomique Z d’un atome ?

Le nombre de protons dans le noyau
Le nombre d’électrons de valence
Le nombre total de nucléons
Le nombre de neutrons dans le noyau

Le nombre de protons dans le noyau

Explication

Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons du noyau. Le nombre total de nucléons est noté A.

15. Quel principe impose que deux électrons d’un même atome ne puissent pas avoir les quatre nombres quantiques identiques ?

Le principe d’exclusion de Pauli
La règle de Klechkowski
Le modèle de Bohr
La règle de Hund

Le principe d’exclusion de Pauli

Explication

Le principe de Pauli interdit à deux électrons d’un même atome d’avoir exactement les mêmes quatre nombres quantiques. La règle de Hund et la règle de Klechkowski concernent plutôt la répartition et l’ordre de remplissage.

16. Qu’est-ce qu’une orbitale atomique ?

Une particule chargée négativement autour du noyau
Une zone où la probabilité de présence de l’électron est non nulle
Une trajectoire circulaire fixe imposée à l’électron
Un ensemble de protons occupant la périphérie de l’atome

Une zone où la probabilité de présence de l’électron est non nulle

Explication

Une orbitale atomique est une région décrite par les nombres quantiques où la probabilité de trouver l’électron est non nulle. Ce n’est pas une trajectoire fixe comme dans l’ancien modèle planétaire.

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Noyau — composition ?

Protons et neutrons constituaient le noyau.

Proton — charge ?

Charge positive.

Neutron — charge ?

Sans charge électrique.

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