QCM : Structure et configuration des atomes (25 questions)

Explication

Millikan a mesuré la charge élémentaire, dont la valeur est $1{,}602 \times 10^{-19}$ C. Cette valeur correspond à une charge électrique, et non à la masse de l’électron.

Explication

En 1909, Rutherford a démontré le modèle dans lequel un noyau est entouré d’électrons. La représentation d’électrons dispersés dans une charge positive uniforme est associée à un autre modèle atomique.

Explication

L’identité d’un élément est déterminée par son nombre de protons, noté $Z$, auquel sont liées ses propriétés chimiques. Des nombres de neutrons identiques ne suffisent pas à définir un même élément.

Explication

Le nombre de masse $A$ compte l’ensemble des nucléons, tandis que le numéro atomique $Z$ compte les protons. Confondre $A$ avec le seul nombre de protons omet les neutrons du noyau.

Explication

Un atome neutre contient autant d’électrons que de protons, donc cet atome en possède 12. Le nombre d’électrons n’est pas le double du nombre de protons dans un atome neutre.

Explication

Les isotopes d’un élément partagent le même nombre de protons, mais diffèrent par leur nombre de neutrons. Une variation du nombre de protons correspondrait à un changement d’élément.

Explication

La masse molaire atomique d’un élément naturel est une moyenne des masses isotopiques pondérée par les abondances naturelles. La masse d’un seul isotope ne représente donc pas à elle seule cette moyenne.

Explication

Une mole contient $6{,}022 \times 10^{23}$ entités ; la moitié de ce nombre correspond donc à $0{,}5$ mol. Le nombre d’entités ne se confond pas avec la quantité de matière exprimée en moles.

Explication

Chaque atome possède un spectre caractéristique, et la spectroscopie peut détecter certains corps purs dans différentes régions du spectre électromagnétique. Des spectres identiques pour tous les atomes ne permettraient pas de les distinguer de cette manière.

Explication

Les spectres d’émission et d’absorption résultent de transitions électroniques entre niveaux d’énergie. Un spectre continu n’est pas expliqué par ces transitions électroniques dans cette distinction.

Explication

Un corps pur se caractérise par des propriétés physiques et chimiques constantes, notamment sa stœchiométrie et ses températures de fusion et d’ébullition. Un mélange peut présenter une composition variable, ce qui ne correspond pas à cette définition.

Explication

O₃ ne contient que l’élément oxygène, tandis que NO₂ contient de l’azote et de l’oxygène. La présence de plusieurs atomes dans une molécule ne suffit pas à en faire un corps pur composé si ces atomes sont du même élément.

Explication

L’ionisation de l’hydrogène nécessite un apport de $2,18 \times 10^{-18}$ J, équivalant à 13,6 eV. La valeur −13,6 eV décrit l’énergie de l’électron dans l’état fondamental, et non l’énergie à fournir pour l’arracher.

Explication

Le niveau fondamental de l’électron est à −13,6 eV, tandis que l’état ionisé sert de référence à 0 eV. La valeur positive de 13,6 eV correspond à l’énergie nécessaire pour ioniser l’atome, pas à l’énergie de l’état ionisé.

Explication

Les niveaux d’énergie de l’hydrogène suivent la relation $E_n = -\frac{13,6}{n^2}\ \text{eV}$. Une dépendance en $n$ ou en $n^2$ au numérateur ne respecte pas cette loi en inverse du carré.

Explication

Les fonctions d’onde des orbitales de l’hydrogène sont repérées par $n$, $\ell$ et $m$. Le nombre de spin n’est pas l’un des trois nombres quantiques associés à ces fonctions d’onde dans cette description.

Explication

La règle $-\ell \leq m \leq +\ell$ donne, pour $\ell=2$, les cinq valeurs entières de −2 à +2. Les valeurs allant de −3 à +3 dépassent les limites imposées par le nombre azimutal.

Explication

La notation des orbitales associe $\ell=2$ à la lettre d. La lettre p correspond à $\ell=1$, tandis que s et f correspondent respectivement à 0 et 3.

Explication

La charge nucléaire efficace correspond à la charge du noyau atténuée par l’effet d’écran des autres électrons, d’où $Z_{eff}=Z-\sigma$. L’addition de la constante d’écran augmenterait la charge ressentie au lieu de représenter son atténuation.

Explication

Les électrons appartenant au même niveau ou à un niveau inférieur contribuent à l’écran de l’attraction nucléaire sur l’électron considéré. Les électrons des niveaux supérieurs ne constituent pas le groupe indiqué par cette règle.

Explication

Le nombre quantique de spin de l’électron prend l’une des deux valeurs $+\frac{1}{2}$ et $-\frac{1}{2}$. Les valeurs entières comme $-1$, $0$ et $+1$ sont associées au nombre quantique magnétique orbital, et non au spin de l’électron.

Explication

La configuration électronique indique comment les électrons d’un atome sont répartis dans les orbitales permises. La disposition des orbitales décrit les états disponibles, pas la répartition effective des électrons.

Explication

À somme $n+\ell$ égale, l’orbitale ayant le plus petit nombre quantique principal se remplit en premier. Le choix fondé sur le plus petit $\ell$ ne constitue pas le critère de départage énoncé.

Explication

La capacité maximale d’une sous-couche $d$ est de 10 électrons. La capacité de 6 électrons correspond à une sous-couche $p$.

Explication

Lors de la formation d’un cation d’un métal de transition, les électrons $4s$ sont retirés avant les électrons $3d$. L’ordre de remplissage des orbitales ne signifie pas que les électrons $3d$ sont arrachés en premier.