QCM : Physique-chimie (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une particule se forme lorsqu’un atome perd ou gagne un ou plusieurs électrons et devient chargé. Comment la nomme-t-on ?

Un ion
Un noyau atomique
Un atome neutre
Un cation

Un ion

Explication

Un ion est une entité chargée issue d’un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. Un atome neutre possède autant de protons que d’électrons, un noyau ne comprend pas le cortège électronique, et un cation désigne spécifiquement un ion positif.

2. Un technicien compare deux atomes : le premier possède 6 protons et 6 neutrons, le second 6 protons et 8 neutrons. Quelle conclusion peut-il tirer sur leur appartenance à un élément chimique ?

Ils appartiennent au même élément chimique
Ils appartiennent au même élément seulement si leurs neutrons sont égaux
Ils appartiennent à deux éléments différents car leurs masses diffèrent
Ils appartiennent à deux éléments chimiques différents

Ils appartiennent au même élément chimique

Explication

L’appartenance à un même élément chimique dépend du nombre de protons, identique ici pour les deux atomes. Le nombre de neutrons ou de nucléons peut varier sans changer l’élément; cette variation distingue des isotopes plutôt que des éléments différents.

3. Deux atomes possèdent chacun 12 protons, mais l’un a 12 neutrons et l’autre 14. Comment les classe-t-on l’un par rapport à l’autre ?

Comme des éléments chimiques différents
Comme des atomes ayant le même nombre de nucléons
Comme des isotopes
Comme des ions de charges différentes

Comme des isotopes

Explication

Deux atomes sont isotopes s’ils ont le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents. Des protons différents indiqueraient des éléments distincts, tandis qu’une différence de charge concerne les ions et que les nombres de nucléons de ces deux atomes ne sont pas identiques.

4. Lorsqu’un atome d’hydrogène et un atome de fluor forment une molécule HF en mettant en commun une paire d’électrons, quelle caractéristique possède leur liaison ?

Elle est covalente et polarisée vers le fluor.
Elle est ionique et polarisée vers le fluor.
Elle est covalente et polarisée vers l’hydrogène.
Elle est covalente et répartit les électrons également.

Elle est covalente et polarisée vers le fluor.

Explication

La paire d’électrons est mise en commun, ce qui forme une liaison covalente, mais le fluor attire davantage ces électrons que l’hydrogène : la liaison est donc polarisée vers le fluor. Une liaison ionique suppose un transfert, la polarisation vers l’hydrogène inverse l’attraction, et une répartition égale ne tient pas compte de la différence d’attraction.

5. Lors d’une transformation, un atome perd deux électrons et devient chargé positivement. Quelle catégorie d’ion obtient-on ?

Un atome neutre
Un anion
Un cation
Un nucléon

Un cation

Explication

La perte d’électrons rend l’atome positif : l’ion obtenu est donc un cation. Un anion se forme par gain d’électrons, un atome neutre n’est pas chargé, et un nucléon appartient au noyau.

6. Dans une réaction, un atome d’un élément proche de l’hélium cherche à compléter sa couche de valence. Combien d’électrons vise-t-il ?

18 électrons
8 électrons
2 électrons
1 électron

2 électrons

Explication

La règle du duet vise une couche de valence complète à 2 électrons pour les éléments proches de l’hélium, tandis que l’octet concerne les autres éléments. La valeur 8 applique l’octet au mauvais groupe, 1 correspond à une couche incomplète et 18 à une couche électronique plus éloignée.

7. Un atome neutre a pour numéro atomique Z=8Z=8. Combien de protons et d’électrons possède-t-il ?

8 protons et 8 électrons
8 protons et 16 électrons
8 protons et 8 neutrons
7 protons et 8 électrons

8 protons et 8 électrons

Explication

Le numéro atomique indique le nombre de protons et, pour un atome neutre, le nombre d’électrons est égal à celui des protons. L’option avec 16 électrons confond ce nombre avec un total de nucléons, celle avec 8 neutrons attribue à tort à ZZ le nombre de neutrons, et celle avec 7 protons ne respecte pas le numéro atomique.

8. Un atome d’azote neutre possède la structure électronique 1s2 2s2 2p31s^2\,2s^2\,2p^3. Quels sont le numéro de sa couche de valence et le nombre d’électrons qu’elle contient ?

Couche n=2n=2, avec 5 électrons
Couche n=2n=2, avec 7 électrons
Couche n=2n=2, avec 3 électrons
Couche n=3n=3, avec 5 électrons

Couche $$n=2$$, avec 5 électrons

Explication

La couche externe de l’azote est celle de numéro n=2n=2, qui rassemble 2+3=52+3=5 électrons dans les sous-couches 2s et 2p. Le total de 7 inclut aussi les électrons de la couche 1, tandis que 3 omet 2s et que la couche 3 n’est pas occupée.

9. Dans un atome dont les électrons sont répartis sur plusieurs couches, quelle couche est appelée couche de valence ?

La couche qui contient le plus d’électrons
La première couche électronique
La sous-couche de plus haute énergie
La dernière couche électronique

La dernière couche électronique

Explication

La couche de valence est la dernière couche électronique de l’atome. La première couche est la plus proche du noyau, la couche la plus occupée n’est pas le critère, et une sous-couche n’est pas une couche.

10. Un schéma représente un atome de taille caractéristique 10−9 m10^{-9}\,\text{m}. En conservant les ordres de grandeur relatifs, quelle taille caractéristique aurait son noyau ?

10−10 m10^{-10}\,\text{m}
10−9 m10^{-9}\,\text{m}
10−4 m10^{-4}\,\text{m}
10−14 m10^{-14}\,\text{m}

$$10^{-14}\,\text{m}$$

Explication

Le noyau est environ cent mille fois plus petit que l’atome, car leurs ordres de grandeur sont respectivement 10−15 m10^{-15}\,\text{m} et 10−10 m10^{-10}\,\text{m}. La valeur 10−9 m10^{-9}\,\text{m} confond la taille de l’atome avec celle du noyau, tandis que 10−10 m10^{-10}\,\text{m} et 10−4 m10^{-4}\,\text{m} correspondent à un facteur de réduction erroné ou inversé.

11. Quelles sont les trois particules constitutives d’un atome ?

Les protons, les électrons et les nucléons
Le noyau, les neutrons et les électrons
Les protons, les neutrons et les électrons
Les protons, les neutrons et les ions

Les protons, les neutrons et les électrons

Explication

Les atomes sont constitués de protons, de neutrons et d’électrons. Les nucléons désignent les protons et les neutrons, les ions sont des entités chargées, et le noyau est une structure contenant des particules plutôt qu’une particule constitutive.

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Quel est l’ordre de grandeur de la taille d’un atome ?

10−10 m10^{-10}\,\text{m}.

Que représente le numéro atomique ZZ dans un atome neutre ?

Le nombre de protons et d’électrons.

Quelles sont les trois particules constitutives des atomes ?

Les protons, les neutrons et les électrons.

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