QCM : Structure microscopique de la matière — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Concernant les doublets électroniques d’une liaison entre deux atomes, quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?

Les deux types de doublets se distinguent par la répartition de leurs électrons.
Un doublet non liant est associé à deux atomes éloignés.
Un doublet liant est partagé entre deux atomes voisins.
Un doublet liant est représenté par un point entre deux atomes.
Un doublet non liant appartient à un seul atome.

Les deux types de doublets se distinguent par la répartition de leurs électrons. · Un doublet liant est partagé entre deux atomes voisins. · Un doublet non liant appartient à un seul atome.

Explication

Le doublet liant est partagé entre deux atomes voisins, tandis que le doublet non liant appartient à un seul atome. La distinction repose donc sur la répartition des électrons. Dans un schéma de Lewis, les doublets sont représentés par des tirets et non par des points. Un doublet non liant n’est pas associé à deux atomes éloignés.

2. Concernant la stabilisation électronique des atomes :

Un atome adopte la configuration électronique d’un gaz noble éloigné dans le tableau périodique.
La recherche d’une configuration stable peut conduire à former des ions ou des molécules.
Un atome peut gagner des électrons pour atteindre la configuration d’un gaz noble proche.
La formation d’une molécule résulte d’une configuration électronique déjà stable de gaz noble.
Un atome peut perdre des électrons pour atteindre la configuration d’un gaz noble proche.

La recherche d’une configuration stable peut conduire à former des ions ou des molécules. · Un atome peut gagner des électrons pour atteindre la configuration d’un gaz noble proche. · Un atome peut perdre des électrons pour atteindre la configuration d’un gaz noble proche.

Explication

Un atome peut gagner ou perdre des électrons afin d’atteindre la configuration d’un gaz noble proche. La recherche de stabilité peut conduire à la formation d’ions ou de molécules. La proximité du gaz noble est requise, et les molécules ne résultent pas nécessairement d’atomes déjà stabilisés.

3. Dans l’écriture nucléaire, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Le nombre AA est la somme du nombre de protons et de neutrons.
Le nombre AA désigne le nombre de neutrons du noyau.
Le nombre AA correspond au nombre total de nucléons.
Le nombre ZZ correspond au nombre de protons du noyau.
Le nombre ZZ correspond au nombre total de nucléons du noyau.

Le nombre $$A$$ est la somme du nombre de protons et de neutrons. · Le nombre $$A$$ correspond au nombre total de nucléons. · Le nombre $$Z$$ correspond au nombre de protons du noyau.

Explication

Dans l’écriture nucléaire, ZZ compte les protons et AA compte l’ensemble des nucléons. Ainsi, AA est la somme des protons et des neutrons, tandis que ZZ ne désigne ni le nombre de neutrons ni le total des nucléons.

4. Concernant la masse atomique, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Le noyau contient ZZ protons et A−ZA-Z neutrons.
La masse d’un atome est approximativement celle de son noyau.
La masse du noyau peut s’écrire AmnucleˊonA m_{\text{nucléon}}.
La masse du noyau s’exprime par Zmproton+(A−Z)mneutronZ m_{\text{proton}}+(A-Z)m_{\text{neutron}}.
La masse atomique dépend principalement de la masse des électrons.

Le noyau contient $$Z$$ protons et $$A-Z$$ neutrons. · La masse d’un atome est approximativement celle de son noyau. · La masse du noyau peut s’écrire $$A m_{\text{nucléon}}$$. · La masse du noyau s’exprime par $$Z m_{\text{proton}}+(A-Z)m_{\text{neutron}}$$.

Explication

La masse des électrons étant négligeable, la masse atomique est approximativement celle du noyau. Celui-ci contient ZZ protons et A−ZA-Z neutrons, soit une masse approchée de AmnucleˊonA m_{\text{nucléon}}.

5. Un ordre de grandeur caractéristique du rayon atomique est :

Le rayon d’un atome appartient à l’échelle de 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}.
La taille caractéristique d’un atome s’exprime autour de 0,1 nm0{,}1\ \mathrm{nm}.
Le rayon d’un atome est de l’ordre de 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}.
Un rayon atomique est approximativement égal à 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}.
L’ordre de grandeur du rayon atomique est le dixième de nanomètre.

Le rayon d’un atome appartient à l’échelle de $$10^{-10}\ \mathrm{m}$$. · La taille caractéristique d’un atome s’exprime autour de $$0{,}1\ \mathrm{nm}$$. · Le rayon d’un atome est de l’ordre de $$10^{-10}\ \mathrm{m}$$. · Un rayon atomique est approximativement égal à $$10^{-10}\ \mathrm{m}$$. · L’ordre de grandeur du rayon atomique est le dixième de nanomètre.

Explication

Le rayon atomique est de l’ordre de 10−10 m10^{-10}\ \mathrm{m}, ce qui correspond approximativement à 0,1 nm0{,}1\ \mathrm{nm}. Les cinq formulations expriment cet ordre de grandeur.

6. À propos de la classification périodique, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les lignes du tableau sont appelées périodes.
Les lignes du tableau sont appelées familles.
Les atomes sont rangés selon un numéro atomique croissant.
Les atomes sont classés selon une masse atomique décroissante.
Le numéro atomique est noté ZZ.

Les lignes du tableau sont appelées périodes. · Les atomes sont rangés selon un numéro atomique croissant. · Le numéro atomique est noté $$Z$$.

Explication

La classification périodique ordonne les atomes par numéro atomique ZZ croissant, et ses lignes sont les périodes. Les lignes ne sont pas appelées familles et le classement n’est pas décroissant en masse atomique.

7. Un atome doit former un ion monoatomique stable. Quelles propositions décrivent correctement ce processus ?

Il échange des électrons internes afin d’obtenir une configuration stable.
Il gagne des électrons de valence pour compléter sa couche externe.
Il adopte ainsi la configuration électronique d’un gaz noble proche.
Il forme un ion de charge différente de celle des éléments de sa colonne.
Il peut perdre des électrons de valence pour atteindre une configuration voisine.

Il gagne des électrons de valence pour compléter sa couche externe. · Il adopte ainsi la configuration électronique d’un gaz noble proche. · Il peut perdre des électrons de valence pour atteindre une configuration voisine.

Explication

La formation d’un ion monoatomique stable implique un gain ou une perte d’électrons de valence. L’objectif est d’adopter la configuration électronique d’un gaz noble proche. Les électrons internes ne sont pas échangés, et les éléments d’une même colonne forment des ions de même charge. La formation d’une molécule n’est pas une étape nécessaire.

8. Un noyau possède A=23A=23 nucléons et Z=11Z=11 protons. Parmi les propositions suivantes, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Le nombre de neutrons est calculé par N=A−ZN=A-Z.
Le nombre de neutrons est obtenu en soustrayant AA à ZZ.
La relation utilisée est N=A+ZN=A+Z.
Le noyau contient 1212 neutrons.
Le noyau contient 3434 neutrons.

Le nombre de neutrons est calculé par $$N=A-Z$$. · Le noyau contient $$12$$ neutrons.

Explication

Le nombre de neutrons se calcule avec N=A−ZN=A-Z. Ici, N=23−11=12N=23-11=12 ; les expressions par addition ou par soustraction inversée sont donc incorrectes.

9. Concernant la description de la matière aux deux échelles :

À l’échelle macroscopique, la matière est décrite par des molécules.
À l’échelle macroscopique, la matière est décrite par des espèces chimiques.
Les espèces et les entités chimiques correspondent à deux niveaux de description différents.
À l’échelle microscopique, la matière est décrite par des entités chimiques.
À l’échelle microscopique, la matière est décrite par des atomes.

À l’échelle macroscopique, la matière est décrite par des espèces chimiques. · Les espèces et les entités chimiques correspondent à deux niveaux de description différents. · À l’échelle microscopique, la matière est décrite par des entités chimiques.

Explication

À l’échelle macroscopique, la matière est décrite par des espèces chimiques, tandis qu’à l’échelle microscopique elle l’est par des entités chimiques. Les molécules et les atomes sont des entités chimiques, et les deux notions correspondent donc à des niveaux de description différents.

10. Concernant les électrons de valence, quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?

Ils se distinguent des électrons situés dans les couches internes.
Ils appartiennent à la couche électronique externe.
Ils appartiennent aux couches électroniques internes.
Ils correspondent aux électrons du noyau atomique.
Ils peuvent participer aux propriétés chimiques de l’atome.

Ils se distinguent des électrons situés dans les couches internes. · Ils appartiennent à la couche électronique externe. · Ils peuvent participer aux propriétés chimiques de l’atome.

Explication

Les électrons de valence sont ceux de la couche externe et se distinguent des électrons des couches internes. Ils sont liés aux propriétés chimiques de l’atome ; le noyau ne contient pas d’électrons.

11. Parmi les propositions suivantes concernant les sous-couches s et p, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une sous-couche s contient au maximum six électrons.
Une sous-couche p contient au maximum deux électrons.
Une sous-couche p peut accueillir six électrons.
Une sous-couche p contient au maximum six électrons.
Une sous-couche s contient au maximum deux électrons.

Une sous-couche p peut accueillir six électrons. · Une sous-couche p contient au maximum six électrons. · Une sous-couche s contient au maximum deux électrons.

Explication

La capacité maximale d’une sous-couche s est de deux électrons, tandis que celle d’une sous-couche p est de six électrons. Les capacités inversées sont incorrectes.

12. Les caractéristiques d’un composé ionique comprennent :

Une proportion d’ions assurant la neutralité globale.
Une association de cations et d’anions.
Une neutralité électrique de l’ensemble du composé.
Une association formée par des électrons et des neutrons.
Une absence de charge électrique pour chacun des ions.

Une proportion d’ions assurant la neutralité globale. · Une association de cations et d’anions. · Une neutralité électrique de l’ensemble du composé.

Explication

Un composé ionique associe des cations et des anions dans des proportions qui rendent l’ensemble neutre. Les ions individuels restent chargés ; les neutrons et électrons libres ne constituent pas l’association décrite.

13. Concernant la distinction entre cation et anion, quelles sont les propositions exactes ?

Un cation porte une charge négative.
Un anion porte une charge négative.
Un anion résulte d’un gain d’électrons.
Un cation résulte d’une perte d’électrons.
Un anion se forme par perte d’électrons.

Un anion porte une charge négative. · Un anion résulte d’un gain d’électrons. · Un cation résulte d’une perte d’électrons.

Explication

La perte d’électrons forme un cation positif. Le gain d’électrons forme un anion négatif ; les associations entre charge et transformation opposées sont donc fausses.

14. Parmi les propositions suivantes concernant les gaz nobles, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Dans les conditions ordinaires, les gaz nobles forment des ions monoatomiques courants.
Dans les conditions ordinaires, les gaz nobles ne forment pas de molécules.
Les gaz nobles possèdent une configuration électronique stable.
Les gaz nobles appartiennent à la colonne 18 du tableau périodique.
Les gaz nobles se distinguent des autres atomes par leur faible tendance à former des entités.

Dans les conditions ordinaires, les gaz nobles ne forment pas de molécules. · Les gaz nobles possèdent une configuration électronique stable. · Les gaz nobles appartiennent à la colonne 18 du tableau périodique. · Les gaz nobles se distinguent des autres atomes par leur faible tendance à former des entités.

Explication

Les gaz nobles se trouvent dans la colonne 18 et possèdent une configuration électronique stable. Dans les conditions ordinaires, ils ne forment ni ions monoatomiques ni molécules. Leur faible tendance à former des entités les distingue des autres atomes.

15. Les caractéristiques d’une espèce chimique comprennent :

Elle correspond à une entité chimique isolée observée à l’échelle microscopique.
Une espèce chimique est décrite à l’échelle macroscopique.
Une espèce chimique est définie par un petit nombre d’entités chimiques différentes.
Les entités constituant une espèce chimique sont de même nature.
Elle rassemble un très grand nombre d’entités chimiques identiques.

Une espèce chimique est décrite à l’échelle macroscopique. · Les entités constituant une espèce chimique sont de même nature. · Elle rassemble un très grand nombre d’entités chimiques identiques.

Explication

Une espèce chimique est une notion macroscopique regroupant un très grand nombre d’entités chimiques identiques. Elle ne désigne donc ni une entité isolée ni un ensemble limité d’entités différentes.

16. Pour un atome de numéro atomique inférieur ou égal à 18, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Une sous-couche suivante commence à se remplir après saturation de la précédente.
La sous-couche 3p est remplie après la sous-couche 3s.
L’ordre de remplissage concerne les sous-couches électroniques.
La sous-couche 3s est occupée avant la sous-couche 2p.
Les électrons occupent successivement les sous-couches 1s, 2s, 2p, 3s et 3p.

Une sous-couche suivante commence à se remplir après saturation de la précédente. · La sous-couche 3p est remplie après la sous-couche 3s. · L’ordre de remplissage concerne les sous-couches électroniques. · Les électrons occupent successivement les sous-couches 1s, 2s, 2p, 3s et 3p.

Explication

Pour Z≤18Z\leq18, l’ordre de remplissage est 1s, 2s, 2p, 3s puis 3p, avec passage après saturation. La sous-couche 3s ne précède donc pas 2p.

17. Concernant les particules constituant le noyau atomique, quelles sont les réponses exactes au sujet de leur charge ?

Un nucléon peut être un neutron électriquement neutre.
Un nucléon est une particule électriquement négative.
Un nucléon peut être un proton chargé positivement.
Un neutron possède une charge électrique positive.
Un proton fait partie des particules constituant le noyau.

Un nucléon peut être un neutron électriquement neutre. · Un nucléon peut être un proton chargé positivement. · Un proton fait partie des particules constituant le noyau.

Explication

Les nucléons sont les particules constituant le noyau atomique : il s’agit des protons, chargés positivement, et des neutrons, électriquement neutres. Un nucléon peut donc être un neutron ou un proton, mais sa charge n’est pas négative.

18. Un atome est électriquement neutre lorsque :

Les charges positives et négatives se compensent globalement.
Le noyau contient autant de protons que le nuage contient d’électrons.
La neutralité impose un nombre égal de protons et de neutrons.
Le nombre de neutrons égale le nombre d’électrons.
Le nombre de protons égale le nombre d’électrons.

Les charges positives et négatives se compensent globalement. · Le noyau contient autant de protons que le nuage contient d’électrons. · Le nombre de protons égale le nombre d’électrons.

Explication

La neutralité atomique résulte de l’égalité entre le nombre de protons et celui des électrons. Le nombre de neutrons n’intervient pas dans cette compensation des charges.

19. À propos des ions monoatomiques :

Un ion monoatomique provient d’un seul atome.
Un ion monoatomique résulte nécessairement de plusieurs atomes.
Un ion monoatomique peut avoir gagné des électrons.
La formation d’un ion monoatomique conserve toujours la neutralité électrique.
Un ion monoatomique peut avoir perdu des électrons.

Un ion monoatomique provient d’un seul atome. · Un ion monoatomique peut avoir gagné des électrons. · Un ion monoatomique peut avoir perdu des électrons.

Explication

Un ion monoatomique est un atome ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons. Il provient donc d’un seul atome et devient chargé, ce qui exclut la conservation de sa neutralité.

20. À propos de la constitution d’un atome, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Le noyau et les électrons constituent deux espèces chimiques distinctes.
Un atome est constitué de neutrons sans électrons.
Un atome comporte des électrons.
Un atome comporte un noyau atomique.
La constitution d’un atome associe un noyau et des électrons.

Un atome comporte des électrons. · Un atome comporte un noyau atomique. · La constitution d’un atome associe un noyau et des électrons.

Explication

Un atome est constitué d’un noyau et d’électrons. Les neutrons ne constituent pas un atome en l’absence d’électrons, et le noyau et les électrons sont des constituants de l’atome plutôt que deux espèces chimiques distinctes.

21. À propos de la liaison covalente, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Une liaison covalente implique deux atomes participant à une mise en commun électronique.
Une liaison covalente correspond à un transfert complet d’électrons entre deux atomes.
Une liaison covalente est aussi appelée liaison de valence.
Les électrons internes constituent le doublet partagé d’une liaison covalente.
Les électrons mis en commun dans une liaison covalente sont des électrons de valence.

Une liaison covalente implique deux atomes participant à une mise en commun électronique. · Une liaison covalente est aussi appelée liaison de valence. · Les électrons mis en commun dans une liaison covalente sont des électrons de valence.

Explication

Une liaison covalente, également appelée liaison de valence, est formée par deux atomes qui mettent en commun des électrons de valence. Elle ne correspond pas à un transfert complet d’électrons. Les électrons internes ne constituent pas le doublet partagé.

22. Parmi les propositions suivantes concernant une entité chimique, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une entité chimique est une molécule constituée de plusieurs atomes liés.
Une entité chimique correspond à une espèce chimique observée à l’échelle macroscopique.
Une entité chimique peut être une molécule.
Une entité chimique désigne une collection macroscopique d’entités identiques.
Une entité chimique peut être un atome.

Une entité chimique peut être une molécule. · Une entité chimique peut être un atome.

Explication

À l’échelle microscopique, une entité chimique peut être un atome, une molécule ou un ion. Une molécule constituée de plusieurs atomes liés est donc une entité chimique, mais une entité chimique peut aussi être un atome ou un ion. Une espèce chimique correspond, quant à elle, à une collection macroscopique d’entités chimiques identiques.

23. Parmi les propositions suivantes concernant les charges élémentaires, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Un atome neutre contient autant de protons que de neutrons.
Un proton porte une charge +e+e.
La charge élémentaire vaut 1,6×10−19 C1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}.
La charge de l’électron vaut −1,6×10−19 C-1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}.
Un électron porte une charge +e+e.

Un proton porte une charge $$+e$$. · La charge élémentaire vaut $$1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$$. · La charge de l’électron vaut $$-1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$$.

Explication

La charge élémentaire vaut e=1,6×10−19 Ce=1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C}. Le proton porte +e+e, tandis que l’électron porte −e-e. Dans un atome neutre, le nombre de protons égale celui des électrons, et non celui des neutrons.

24. Les règles de stabilité électronique dans les molécules comprennent :

Les atomes moléculaires mettent en commun des électrons internes pour respecter l’octet.
La règle du duet s’applique à l’atome d’hydrogène.
La règle de l’octet prend en compte les doublets liants et non liants.
La règle de l’octet concerne la plupart des atomes présents dans une molécule.
L’hydrogène atteint sa stabilité avec huit électrons de valence.

La règle du duet s’applique à l’atome d’hydrogène. · La règle de l’octet prend en compte les doublets liants et non liants. · La règle de l’octet concerne la plupart des atomes présents dans une molécule.

Explication

La plupart des atomes suivent la règle de l’octet, en comptant les doublets liants et non liants. L’hydrogène suit la règle du duet et se stabilise avec deux électrons. Il n’atteint donc pas huit électrons, et les électrons mis en commun dans une liaison covalente sont des électrons de valence plutôt que des électrons internes.

25. Entre deux atomes, quelles associations entre doublets liants et type de liaison sont exactes ?

Deux doublets liants entre deux atomes correspondent à une liaison double.
Le nombre de doublets liants permet de distinguer les liaisons double et triple.
Une liaison triple entre deux atomes comprend trois doublets liants.
Un seul doublet liant entre deux atomes correspond à une liaison triple.
Trois doublets liants entre deux atomes correspondent à une liaison double.

Deux doublets liants entre deux atomes correspondent à une liaison double. · Le nombre de doublets liants permet de distinguer les liaisons double et triple. · Une liaison triple entre deux atomes comprend trois doublets liants.

Explication

Deux doublets liants forment une liaison double, tandis que trois doublets liants forment une liaison triple. Le nombre de doublets liants permet donc de distinguer ces deux types de liaison. Un seul doublet liant ne correspond pas à une liaison triple.

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Comment la matière est-elle décrite à l'échelle macroscopique ?

Par des espèces chimiques.

Comment la matière est-elle décrite à l'échelle microscopique ?

Par des entités chimiques.

Qu'est-ce qu'une entité chimique ?

Un atome, une molécule ou un ion à l'échelle microscopique.

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