Cuestionario: Modèles atomiques et structure nucléaire — 18 preguntas

1. Quel modèle atomique associe la matière à une structure indivisible ?

A. Le modèle de Thomson

B. Le modèle de Démocrite

C. Le modèle ondulatoire

D. Le modèle de Rutherford

Answer: (B)

Explicación

Démocrite défend l’idée d’une matière indivisible, associée à l’atome. Thomson, Rutherford et le modèle ondulatoire proposent au contraire des structures internes de plus en plus détaillées.

2. Quel modèle introduit des orbites quantifiées pour les électrons et des transitions avec échange d’énergie ?

A. Le modèle de Bohr

B. Le modèle de Démocrite

C. Le modèle de Thomson

D. Le modèle de Rutherford

Answer: (A)

Explicación

Le modèle de Bohr place les électrons sur des orbites précises et explique les changements d’orbite par absorption ou émission d’énergie. Rutherford conserve l’idée d’un noyau, mais sans quantification des orbites.

3. Quelle particule porte une charge négative et constitue un élément fondamental de l’atome ?

A. L’électron

B. Le proton

C. Le neutron

D. Le nucléon

Answer: (A)

Explicación

L’électron est chargé négativement et est noté e−. Le proton est positif, le neutron est neutre, et le nucléon désigne l’ensemble protons-neutrons.

4. Qu’appelle-t-on nucléons dans le noyau atomique ?

A. Les électrons et les protons

B. Les protons et les neutrons

C. Les quarks et les électrons

D. Les électrons et les neutrons

Answer: (B)

Explicación

Les nucléons sont les particules qui composent le noyau : protons et neutrons. Les quarks constituent les nucléons, donc ne sont pas les nucléons eux-mêmes.

5. Dans la notation nucléaire, que représente le nombre de masse A ?

A. Le nombre d’électrons

B. Le nombre de protons

C. Le nombre total de nucléons

D. Le nombre de neutrons

Answer: (C)

Explicación

Le nombre de masse A compte tous les nucléons du noyau, donc protons plus neutrons. Le nombre de protons est Z et le nombre de neutrons vaut N = A − Z.

6. Quelle relation donne la charge du noyau ?

A. A multiplié par la charge élémentaire e

B. Z moins A multiplié par e

C. Z multiplié par la charge élémentaire e

D. N multiplié par la charge élémentaire e

Answer: (C)

Explicación

La charge du noyau vaut q = Z × e, car seuls les protons portent une charge positive. Les neutrons sont neutres et ne contribuent pas à la charge.

7. Comment définit-on deux isotopes d’un même élément chimique ?

A. Ils ont le même nombre de neutrons mais un Z différent

B. Ils ont le même nombre d’électrons mais un Z différent

C. Ils ont le même Z mais un A différent

D. Ils ont le même A mais un Z différent

Answer: (C)

Explicación

Des isotopes ont le même numéro atomique Z, donc appartiennent au même élément chimique, mais un nombre de masse A différent. Ils ne diffèrent donc pas par leur charge nucléaire.

8. À quoi correspond un élément chimique ?

A. À l’ensemble des nucléides ayant le même A

B. À l’ensemble des nucléides ayant le même Z

C. À l’ensemble des atomes ayant la même masse

D. À l’ensemble des noyaux ayant le même nombre de neutrons

Answer: (B)

Explicación

Un élément chimique regroupe tous les nucléides qui possèdent le même numéro atomique Z. Le nombre de masse A peut varier d’un nucléide à l’autre au sein d’un même élément.

9. Où se trouvent les nucléides stables sur le diagramme de Segré ?

A. Uniquement pour N égal à 0

B. Sur une diagonale où A est constant

C. Dans la zone où Z est maximal

D. Dans la vallée de la stabilité

Answer: (D)

Explicación

Les nucléides stables se situent dans la vallée de la stabilité du diagramme de Segré. En dehors de cette zone, les noyaux sont en général instables et se désintègrent spontanément.

10. Quelle relation est donnée pour les noyaux plus lourds stables ?

A. N = Z

B. N = 2 × Z

C. N = A − Z + 10

D. N = 1,5 × Z + 10

Answer: (D)

Explicación

Pour les noyaux plus lourds stables, la relation empirique indiquée est N = 1,5 × Z + 10. Pour les noyaux légers stables, on observe plutôt N = Z.

11. Que décrit le nuage électronique dans le modèle atomique ?

A. La position exacte de chaque électron à tout instant

B. La répartition des protons dans le noyau

C. Des trajectoires circulaires fixes des électrons

D. La probabilité de présence des électrons autour du noyau

Answer: (D)

Explicación

Le nuage électronique décrit les électrons par des probabilités de localisation autour du noyau, et non par des trajectoires précises. C’est l’idée centrale du modèle ondulatoire.

12. Quelle est la capacité maximale d’une couche électronique de nombre quantique principal n ?

A. 2n électrons

B. 2n² électrons

C. n² électrons

D. 4n électrons

Answer: (B)

Explicación

La capacité maximale d’une couche de nombre quantique principal n est de 2n² électrons. Cette règle s’applique aux couches électroniques, indépendamment du détail des sous-couches.

13. Quel est l’ordre de remplissage des sous-couches pour un atome dont Z est au plus égal à 18 ?

A. 2s, 1s, 2p, 3s, 3p

B. 1s, 2s, 2p, 3s, 3p

C. 1s, 3s, 2s, 2p, 3p

D. 1s, 2p, 2s, 3s, 3p

Answer: (B)

Explicación

Pour Z ≤ 18, l’ordre de remplissage est 1s puis 2s, 2p, 3s et 3p. Les autres propositions inversent des sous-couches ou commencent hors ordre fondamental.

14. Quelle configuration électronique correspond au phosphore à l’état fondamental ?

A. 1s² 2s² 2p⁵ 3s² 3p⁴

B. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

C. 1s² 2s² 2p⁶ 3s³ 3p²

D. 1s² 2s² 2p⁶ 3p⁵

Answer: (B)

Explicación

Le phosphore possède 15 électrons, répartis à l’état fondamental selon 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. Cette répartition respecte l’ordre de remplissage indiqué pour Z ≤ 18.

15. Quels sont les électrons de valence d’un atome ?

A. Tous les électrons du noyau

B. Les électrons de la première couche seulement

C. Les électrons les plus proches du noyau

D. Les électrons de la dernière couche occupée

Answer: (D)

Explicación

Les électrons de valence sont ceux de la dernière couche contenant des électrons, donc la couche externe. Ce sont les électrons les moins retenus et les plus impliqués dans les réactions chimiques.

16. Combien d’électrons de valence possède le phosphore à l’état fondamental ?

A. 3

B. 8

C. 15

D. 5

Answer: (D)

Explicación

Pour le phosphore, la couche externe est la couche 3 et elle contient 5 électrons de valence. Les autres électrons appartiennent aux couches internes, dites électrons de cœur.

17. Que représente une période dans le tableau périodique ?

A. Le nombre total de neutrons

B. Le bloc occupé par l’élément

C. Le nombre d’électrons de valence

D. Le numéro de la couche de valence n

Answer: (D)

Explicación

Une période correspond au numéro de la couche de valence n. La colonne, elle, est liée au nombre d’électrons de valence.

18. Dans quel bloc du tableau périodique se trouvent les colonnes 13 à 18 ?

A. Le bloc s

B. Le bloc p

C. Le bloc d

D. Le bloc f

Answer: (B)

Explicación

Le bloc p correspond aux colonnes 13 à 18 du tableau périodique. Le bloc s, lui, regroupe les colonnes 1 et 2.