Chapitre B

Question 1

Quel constituant de l’atome fut découvert à partir de l’interprétation des observations de la déviation des particules alpha passant au travers de la feuille d’or?

Answer 1

Le noyau de l’atome (ayant une charge positive)

Question 2

Comment nomme-t-on le modèle atomique établit grâce à l’expérience de la feuille d’or et du faisceau alpha?
Qui a proposé ce modèle?

Answer 2

Modèle planétaire de Rutherford (1909)

électrons circulent autour d’une noyau compacte positif

Question 3

En reliant une cathode et une anode à une source de courant, et en les insérant dans un tube de verre couvert de matériau phosphorescent et sous basse pression, on observe un rayonnement qui peut être dévié par des plaques chargées, plus spécifiquement vers celle chargée positivement, et par un aimant.
Comment se nomme ce dispositif expérimental
(rayons déviés par la plaque positive)

Answer 3

Un tube cathodique

Question 4

Quelle est la particule mise en évidence par l’expérience du tube cathodique?

Answer 4

Les électrons

Question 5

Quelle propriété des électrons a été mise en évidence par l’expérience du tube cathodique?

Answer 5

Le rapport masse/ charge électrique

Question 6

Quel modèle atomique a découlé de l’expérience du tube cathodique?
Qui en est l’auteur?

Answer 6

Le modèle pain aux raisins de Thomson (1897)

Des électrons sont parsemés dans une sphère positive diffuse

Question 7

Quelles sont les lois pondérales?

Answer 7

La loi de la conservation de la masse:
la masse des réactifs au début d’une réaction chimique est égale à celle des produits à la fin de la réaction lorsque celle-ci est complète.

La loi des proportions définies:
le rapport des masses des éléments dans un composé chimique = constant. Exemple: si un composé contient 3g de carbone pour 4g d’oxygène, il contiendra 30g de carbone pour 40g d’oxygène.

la loi des proportions multiples:
le rapport des masses des éléments d’un composé chimique à l’autre est simple (rapport entre valeurs entières). Exemple: pour des composés de carbone et d’oxygène contenant chacun 3g de carbone, si l’un contient 4g d’oxygène, un autre pourrait contenir 8g d’oxygène, ou 12g d’oxygène, soit un rapport de masse de l’oxygène de 1 : 2 : 3, etc.

Question 8

L’observation des lois pondérales a mené à proposer une théorie pour expliquer la matière au niveau microscopique. Quel est le nom de cette théorie?
Qui en est l’auteur?

Answer 8

La théorie atomique
de Dalton (1808)

Question 9

Résume la théorie atomique de Dalton en quelques postulats.

Answer 9

• La matière = d’atomes indivisibles
• Les réactions chimiques = réarrangement des atomes
• Les atomes d’un élément = similaires
• Les composés sont formés par association d’atomes dans des proportions simples.

Question 10

Les propriétés de quels deux atomes les polonais Marie Sklodowska-Curie et Pierre Curie ont-ils étudiés?

Answer 10

Le Radium et le Polonium

Question 11

Comment nomme-t-on la classification qui nous permet de faire ressortir des propriétés chimiques communes à des éléments en les ordonnant judicieusement?
Qui l’a proposé

Answer 11

La classification périodique

Mendeleiev (1896)

Question 12

Dans la classification périodique de Mendeleiev, comment les éléments étaient-ils classés en ordre?

Identifiez une des forces de cette représentation des éléments

Answer 12

Ils étaient classés en ordre de masse

Elle permet la prévision des propriétés d’un élément qui n’a pas encore été découvert

Question 13

Qu’est-ce qu’une onde?

Quels sont les deux types d’ondes?

Answer 13

Une onde est la propagation d’une perturbation

Une onde mécanique est une onde qui a besoin de matière pour se propager (ex: son)

Une onde électromagnétique est une perturbation électrique perpendiculaire à une perturbation magnétique

Question 14

Quelles est la particularité des ondes électromagnétiques

(autre que le fait qu’elle n’a pas besoin de matière pour se propager)?

Answer 14

Toutes les ondes électromagnétiques vont à la même vitesse

Question 15

Quelles est la relation entre la fréquence et la longueur d’onde?

Answer 15

c = λ*f

c (m/s)
λ (m)
f (s^-1)

Plus la fréquence augmente, plus la longueur d’onde diminue
ex: rayons gamma = fréquence élevée et petit λ
ondes radio = basse fréquence et λ très grande

Question 16

Qu’est-ce que le principe de la dualité de la lumière?

Answer 16

C’est qu’elle peut être à la fois une onde et une particule.

Question 17

Qu’est-ce qui nous permet de conclure le caractère ondulatoire de la lumière?

Answer 17

L’interférence des ondes : l’expérience de la double fente de Young
Il y a des endroits ou les ondes se multiplient/s’alimentent (plus de lumière) et ou elles s’annulent (pas de lumière, creux avec crête = zéro)

Question 18

Qu’est-ce qui nous permet de conclure le caractère corpusculaire de la lumière (que la lumière est une particule)?

Answer 18

Effet photoélectrique:

Fait que quand on envoie de la lumière sur un matériau, des é sont éjectés et ça crée de l’électricité

Question 19

Quelles deux équations caractérise la lumière?

Answer 19

c = λ*f (caractère ondulatoire)

Ephoton = h*f (caractère corpusculaire/ comme particule)

Question 20

Qu’est-ce que la constante de Planck?

Answer 20

c’est une constante h qui relie la fréquence de la lumière avec l’énergie des photons
(Ephoton = hf)

Question 21

Qu’est-ce qui fait varier l’intensité et la couleur de la lumière?

Answer 21

L’intensité, c’est la quantité d’électron

La couleur, c’est la vitesse des électrons, donc λ
(attention, vitesse de propagation = cste, c’est pour ça que la vitesse des électrons varie selon la longueur d’onde)

Question 22

Quelle théorie décrit l’effet photoélectrique?

Quel est l’ajout de Einstein à cette théorie?

Answer 22

La théorie des quanta (de Planck) qui dit que la lumière est émise par paquets (des quantas)

Einstein ajoute que les quantas voyagent dans des particules (des photons)

Question 23

Quelle observation a menée au modèle de Bohr?

Quel est le nom de ce modèle?

Answer 23

Le spectre des éléments en raies mène au modèle “orbites circulaires distinctes”

(Ce modèle explique pourquoi le spectre d’émission de l’hydrogène n’est pas continu)

Question 24

Quel est le problème avec le modèle de Bohr?

Answer 24

Il ne fonctionne que pour l’atome d’hydrogène parce qu’il ne considère par les différentes couches électroniques. C’est un seul électron entre différents niveaux

Question 25

Le modèle de Bohr est-il utile pour toutes les atomes?

Answer 25

On ne peut pas expliquer de façon quantitative d’autres atomes que l’hydrogène parce qu’il ne considère par les différentes couches électroniques. C’est un seul électron entre différents niveaux.

Question 26

Quel est le plus bas niveau d’excitation d’un électron ?

Answer 26

le niveau 2 (pcq niveau 1 = état fondamental)

Question 27

Quelles sont les deux options pour un atome qui veut passer d’un niveau à un autre?

Answer 27

Il peut y aller d’un seul coup ou par radiations successives

Question 28

Qu’est-ce que la série de Balmer?

Answer 28

la série qui décrit la couleur de la raie selon le niveau initial d’un électron qui descend au deuxième niveau

ni = 3 -- rouge (1ere raie)
ni = 4 -- turquoise/vert (1ere raie)
ni = 5 -- indigo (1ere raie)
ni = 6 -- violet (1ere raie)

Question 29

Quelles est la relation mathématique entre l’énergie de l’électron et son niveau?

Answer 29

E = -Rh/n^2

Question 30

Quelles sont les signes de l’énergie potentiel de l’électron et de l’énergie de la lumière?

Answer 30

En + Elum = En
(faire les schéma avec les émissions)

l’énergie potentielle est toujours négative (quand n tend vers l’infini, En tend vers 0)

L’énergie lumineuse est toujours positive (pcq c’est la cste de Planck * la fréquence)

Question 31

Quelles sont les étapes pour déterminer l’énergie d’un niveau électronique?

Answer 31

1. Diagramme et bilan énergétique (En +/- Elum = En)
2. Transformer les données en énergies et les inclure dans le bilan énergétique
3. Isoler l’énergie inconnue
4. Transformer l’énergie obtenue en la valeur recherchée

Question 32

Quelles sont les lacunes du modèle de Bohr?

Par quel modèle est-il remplacé?

Answer 32

• Il y a des raies supplémentaires inexpliquées dans le champs magnétique (à cause des spins)
• Comment un électron peut passer d’un niveau à l’autre sans être entre les niveaux?

Le modèle quantique (aussi inventé parce que le modèle de Bohr fonctionnait juste pour l’hydrogène)

Question 33

Qu’est-ce que le principe d’incertitude de Heisenberg (1927)?

Answer 33

Il est impossible de connaître la trajectoire précise d’un électron parce qu’on ne peut connaître la position et la vitesse d’un électron à la fois

Question 34

Nomme, en ordre chronologique, les différents modèles de l’atome?

Answer 34

1. Modèle atomique de Dalton
2. Modèle pain aux raisins de Thomson
   3.Le modèle planétaire de Rutherford
3. Le modèle orbites circulaires distinctes de Bohr
4. Le modèle quantique
   (de Davisson et Germer??)

Question 35

Qu’est-ce que l’observation de la diffraction des électrons?

Answer 35

On remarque de l’interférence quand on bombarde du nickel avec des électrons.

L’électron serait donc une onde stationnaire selon le modèle quantique

Question 36

Quelles est la formule nous permettant de calculer En pour les autres atomes que l’hydrogène?

Answer 36

En = - z^2 * Rh / n^2

Question 37

Que représente un nuage électronique?

Answer 37

La probabilité de trouver 1 électron

Question 38

Qu’est-ce qu’une zone nodale?

Answer 38

Un espace blanc entre les orbitales, probabilité de trouver un électron = presque nulle

Question 39

Que signifie n pour les orbitales?

Quelle est la plus petite valeur qu’elle peut prendre n

Answer 39

le nombre de zones nodales/ taille des orbitales

n = min 1

Question 40

Que signifie L pour les orbitales?

Quelles valeurs peuvent prendre L ?

Quelles lettres sont associés à ces valeurs de L?

Answer 40

la forme de l’orbitale

0 à n-1

Orbitales s  l=0 (1 sphère)
Orbitales p l=1  (2 lobes)
Orbitales d l=2 (4 lobes)
Orbitales f l=3 (2^l lobes)
Il y a toujours 2^l lobes

Question 41

Que signifie ml pour les orbitales?
(le l étant un petit l en bas du m)

Quelles valeurs peuvent prendre ml ?

Answer 41

ml = l’orientation des orbitales
il y a autant d’orbitales d’une certaine lettre qu’il y a de valeurs de ml

ml = (-l à l)

Question 42

Que signifie ms pour les orbitales?
(le s étant un petit s en bas du m)

Quelles valeurs peuvent prendre ms ?

Answer 42

ms définit l’état quantique de l’électron sur l’orbitale, son spin

+1/2 ou -1/2

Question 43

Quels sont les nombre quantiques?

Answer 43

n, l et ml

Question 44

Que permettent les règles de remplissage des orbitales?

Answer 44

d’avoir des atomes à l’état fondamental contenant la plus petite énergie

Question 45

Les électrons de valence sont ceux avec l’énergie la plus…

Answer 45

élevée parce que ce sont les plus loins du noyau (rappel: énergie des électrons = énergie potentielle, mais faire un saut entre niveau prend plus d’énergie plus on est près du noyau)

Question 46

Que se passe-t-il au niveau des orbitales au cuivre?

Answer 46

L’énergie de l’orbitale d chute et l’orbitale 3d est donc de plus petite énergie que 4s alors qu’avant, l’orbitale 3d est de plus grande énergie que 4s (3d même plus dans les électrons de valence)

Question 47

Quels sont toujours les signes des énergies de la lumière et des électrons selon leur niveau?

Answer 47

Lumière = positive

électron = négative pcq énergie potentielle
Plus on se rapproche du noyau, plus l’énergie est petite (grande dans le négatif, mais petite quand même) et plus on s’éloigne plus elle est grande et tend vers 0