QCM : Structure de l'atome — 25 questions

Explication

Le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons : $A=Z+N=17+18=35$. La valeur $17$ correspond au nombre de protons et $18$ au nombre de neutrons, pas au nombre total de nucléons.

Explication

La représentation de Lewis montre les électrons de valence, car ils interviennent dans les liaisons, les propriétés chimiques et la formation des ions. Une configuration électronique complète décrit, elle, toutes les sous-couches occupées.

Explication

La valeur $l=2$ correspond à une sous-couche $d$, et le nombre azimutal détermine la forme de l’orbitale. Le nombre magnétique décrit plutôt son orientation spatiale.

Explication

Le nombre quantique principal $n$ définit la couche électronique ainsi que sa dimension. La sous-couche et la forme orbitale sont déterminées par le nombre azimutal $l$.

Explication

Deux isotopes appartiennent au même élément parce qu’ils possèdent le même nombre de protons, donc le même nombre atomique $Z$, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons. Des nombres de protons différents caractérisent des éléments différents.

Explication

L’électronégativité mesure la tendance d’un élément à attirer des électrons ; elle augmente de gauche à droite et de bas en haut, le fluor étant le plus électronégatif. Le potentiel d’ionisation concerne plutôt l’énergie nécessaire pour arracher un électron.

Explication

Le rayon atomique augmente de haut en bas dans une colonne et diminue de gauche à droite dans une période. La tendance opposée vers la droite correspond notamment à l’électronégativité, ce qui peut créer une confusion.

Explication

Le protium $^{1}_{1}\mathrm{H}$ et le deutérium $^{2}_{1}\mathrm{H}$ sont stables, alors que le tritium $^{3}_{1}\mathrm{H}$ est artificiel et radioactif. La radioactivité du tritium ne doit pas être attribuée au protium ou au deutérium.

Explication

L’ordre de Klechkowski place $3d$ immédiatement après $4s$ dans la séquence de remplissage. Les sous-couches $4p$ et $5s$ viennent plus tard dans cet ordre.

Explication

Le sodium possède un électron périphérique qu’il perd pour former $\mathrm{Na^+}$, tandis que le fluor gagne un électron pour former $\mathrm{F^-}$. La perte d’électrons produit un cation, alors que le gain d’électrons produit un anion.

Explication

Deux électrons d’une même orbitale doivent différer par leur spin, ce qui limite cette orbitale à deux électrons de spins opposés. Le remplissage séparé des orbitales de même énergie correspond à la règle de Hund.

Explication

Le tableau périodique classe les éléments selon leur numéro atomique croissant ; ses lignes sont les périodes et ses colonnes les familles. La masse atomique, le nombre de neutrons et l’électronégativité ne constituent pas le principe général de classement indiqué.

Explication

La mécanique quantique permet de déterminer des probabilités de présence plutôt qu’une position exacte de l’électron. Une trajectoire continue et parfaitement connue relève d’une représentation classique qui ne décrit pas correctement l’électron atomique.

Explication

La règle de Hund impose de remplir d’abord un maximum d’orbitales dégénérées avec des spins parallèles avant tout appariement. L’appariement précoce ne respecte pas cette règle, même si deux électrons d’une même orbitale doivent avoir des spins opposés selon Pauli.

Explication

Le spin électronique peut prendre les deux valeurs $+\frac{1}{2}$ et $-\frac{1}{2}$, qui correspondent aux deux sens de rotation possibles. Les autres ensembles de valeurs ne décrivent pas le nombre quantique de spin de l’électron.

Explication

Un atome diamagnétique possède autant d’électrons de spin $+1/2$ que de spin $-1/2$, alors qu’un atome paramagnétique contient des électrons non appariés et des nombres de spins différents. La présence d’électrons non appariés caractérise donc le paramagnétisme, et non le diamagnétisme.

Explication

Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote constituent ensemble environ 96 % de la masse corporelle humaine. Les autres groupes cités regroupent des éléments présents à hauteur d’environ 4 % ou à l’état de traces.

Explication

Une orbitale est une région de l’espace associée à une probabilité de présence électronique élevée, approximativement 95 %, et elle sert d’adresse à l’électron dans l’atome. Elle ne correspond pas à une trajectoire classique ni à une position parfaitement déterminée.

Explication

Le carbone possède six électrons, qui se répartissent selon l’ordre de remplissage en $1s^2\ 2s^2\ 2p^2$. La configuration $1s^2\ 2s^2\ 2p^4$ correspondrait à huit électrons, et non à six.

Explication

Le potentiel d’ionisation est l’énergie qu’il faut fournir pour arracher un électron à un atome. La tendance à attirer des électrons correspond plutôt à l’électronégativité.

Explication

Les électrons occupent des niveaux d’énergie quantifiés, et leur organisation permet d’expliquer la formation des liaisons chimiques et des molécules. Les nucléons appartiennent au noyau et ne sont pas les constituants électroniques directement impliqués dans ces liaisons.

Explication

Le proton possède la charge élémentaire positive $+e$, l’électron la charge négative $-e$ et le neutron ne porte pas de charge électrique. La confusion entre les signes du proton et de l’électron inverse leurs propriétés fondamentales.

Explication

L’atome possède un noyau très dense formé de protons et de neutrons, entouré d’un nuage électronique, et il est essentiellement constitué de vide. L’idée d’un nuage électronique contenant les nucléons confond la structure du noyau avec celle de l’atome entier.

Explication

Le principe de stabilité conduit les électrons à occuper les états énergétiques les plus bas possibles pour former l’état fondamental. La répartition dans des orbitales de même énergie relève plutôt de la règle de Hund.

Explication

Un atome forme un ion en perdant ou en gagnant des électrons de sa couche périphérique afin d’acquérir une structure proche de celle d’un gaz noble. Modifier le nombre de protons transformerait l’élément en un autre, plutôt que de former un ion.