Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
De la structure à la polarité d'une entité
Établir le schéma de Lewis d’une molécule ou d’un ion, repérer une lacune électronique, prévoir la géométrie d’une entité, utiliser l’électronégativité pour trouver les liaisons polarisées et décider si une molécule est polaire ou apolaire.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
Un atome de la colonne 15 du tableau périodique (azote, phosphore) possède :
- A. 15 électrons de valence
- B. 3 électrons de valence
- C. 5 électrons de valence
- D. 8 électrons de valence
Réponse
C. 5 électrons de valence — Pour les trois premières périodes, la colonne 15 correspond à 5 électrons de valence ; il en manque 3 pour l’octet, d’où 3 liaisons.
Un doublet liant est formé de :
- A. un électron cédé par un atome à un autre
- B. deux électrons mis en commun par deux atomes
- C. quatre électrons partagés par deux atomes
- D. deux électrons appartenant à un seul des deux atomes
Réponse
B. deux électrons mis en commun par deux atomes — Chacun des deux atomes apporte un électron : les deux électrons mis en commun forment le doublet liant, dessiné par un tiret.
Dans la molécule PBr₃, l’atome de phosphore porte :
- A. un doublet non liant
- B. deux doublets non liants
- C. trois doublets non liants
- D. aucun doublet non liant
Réponse
A. un doublet non liant — P a 5 électrons de valence : 3 servent aux liaisons P–Br, les 2 restants forment un doublet non liant.
L’élément le plus électronégatif du tableau périodique est :
- A. l’azote
- B. l’oxygène
- C. le fluor
- D. le chlore
Réponse
C. le fluor — L’électronégativité augmente vers la droite et vers le haut du tableau : le fluor a la plus grande valeur, 3,98 sur l’échelle de Pauling.
La molécule CBr₄, dont le carbone central n’a aucun doublet non liant, est :
- A. triangulaire plane, angles de 120°
- B. carrée plane, angles de 90°
- C. tétraédrique, angles de 109,5°
- D. pyramidale, angles de 107° environ
Réponse
C. tétraédrique, angles de 109,5° — Quatre atomes liés, aucun doublet non liant : 4 directions dirigées vers les sommets d’un tétraèdre régulier.
La liaison F–F de la molécule de difluor est :
- A. non polarisée, car Δχ = 0
- B. ionique, car Δχ = 0
- C. polarisée vers l’un des deux atomes
- D. polarisée, car le fluor est très électronégatif
Réponse
A. non polarisée, car Δχ = 0 — Deux atomes identiques ont la même électronégativité : le doublet est partagé également, aucune charge partielle n’apparaît.
Dans une molécule neutre, un atome d’oxygène forme :
- A. trois liaisons covalentes
- B. deux liaisons covalentes
- C. quatre liaisons covalentes
- D. une seule liaison covalente
Réponse
B. deux liaisons covalentes — O a 6 électrons de valence : il lui en manque 2 pour l’octet, il forme 2 liaisons et garde 2 doublets non liants.
Une molécule dont les barycentres G+ et G− sont confondus est :
- A. chargée
- B. ionique
- C. polaire
- D. apolaire
Réponse
D. apolaire — C’est la définition d’une molécule apolaire, même si ses liaisons sont polarisées.
Dans un schéma de Lewis, une lacune électronique se représente par :
- A. un tiret entre deux atomes
- B. un petit rectangle vide
- C. un tiret porté par l’atome
- D. un point placé près de l’atome
Réponse
B. un petit rectangle vide — La lacune marque l’absence de deux électrons pour le duet ou l’octet : on dessine une case vide, un rectangle.
Le schéma de Lewis d’un ion polyatomique :
- A. ne fait jamais apparaître de charge
- B. s’écrit sans ses atomes d’hydrogène
- C. se dessine sans aucun de ses doublets non liants
- D. s’écrit entre crochets, la charge en exposant
Réponse
D. s’écrit entre crochets, la charge en exposant — Le schéma montre tous les doublets ; l’entité est placée entre crochets et sa charge écrite en exposant.
Dans la représentation de Cram, une liaison dessinée par un triangle hachuré est :
- A. une liaison qui part vers l’arrière
- B. une liaison qui part vers l’avant
- C. une liaison dans le plan de la feuille
- D. un doublet non liant de l’atome central
Réponse
A. une liaison qui part vers l’arrière — Trait simple : liaison dans le plan de la feuille ; triangle plein : liaison vers l’avant ; triangle hachuré : liaison vers l’arrière.
Pour prévoir la géométrie, une liaison double compte pour :
- A. trois directions
- B. deux directions
- C. aucune direction
- D. une direction
Réponse
D. une direction — Les deux doublets d’une liaison double relient les mêmes deux atomes : ils pointent dans une seule direction.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Dans l’ion nitrite NO₂⁻ (azote central, lié aux deux atomes d’oxygène), la géométrie est :
- A. coudée, angle un peu sous 120°
- B. linéaire, angle de 180°
- C. triangulaire plane, angles de 120°
- D. coudée, angle nettement sous 109,5°
Réponse
A. coudée, angle un peu sous 120° — 5 + 2 × 6 + 1 = 18 électrons, soit 9 doublets : O = N–O, la charge − sur l’oxygène lié par une liaison simple, 1 doublet non liant sur N. Autour de N : 2 atomes liés et 1 doublet non liant, soit 3 directions : ion coudé, angle mesuré d’environ 115°.
Le nombre total de doublets non liants de la molécule OF₂ (oxygène central) est :
- A. six
- B. huit
- C. deux
- D. quatre
Réponse
B. huit — O, lié à 2 F, porte 2 doublets non liants ; chaque F en porte 3 : 2 + 2 × 3 = 8. Contrôle : 6 + 14 = 20 électrons, 10 doublets dont 2 liants.
La molécule d’éthène H₂C = CH₂ est :
- A. plane et polaire
- B. tétraédrique et apolaire
- C. plane et apolaire
- D. linéaire et polaire
Réponse
C. plane et apolaire — Chaque C a 3 directions (triangulaire plane) : la molécule est plane ; les liaisons C–H (Δχ = 0,35) ne sont pas polarisées : elle est apolaire.
Dans la liaison Si–F (χ(Si) = 1,90 ; χ(F) = 3,98), les charges partielles sont :
- A. nulles sur les deux atomes
- B. δ− sur Si et δ+ sur F
- C. δ+ sur Si et δ− sur F
- D. δ+ sur les deux atomes
Réponse
C. δ+ sur Si et δ− sur F — Δχ = 3,98 − 1,90 = 2,08 : liaison polarisée ; le fluor, plus électronégatif, attire le doublet et porte δ−.
Le nombre total de doublets de la molécule SiHCl₃ (silicium central) est :
- A. treize
- B. quatorze
- C. douze
- D. vingt-six
Réponse
A. treize — 4 + 1 + 3 × 7 = 26 électrons de valence, soit 13 doublets : 4 liants et 9 non liants sur les chlores.
Dans l’ion phosphonium PH₄⁺ (phosphore central), le phosphore porte :
- A. un doublet non liant
- B. aucun doublet non liant
- C. deux doublets non liants
- D. une lacune électronique
Réponse
B. aucun doublet non liant — 5 + 4 × 1 − 1 = 8 électrons, 4 doublets : ce sont les 4 liaisons P–H, il ne reste aucun doublet non liant ; P a son octet.
Laquelle de ces molécules est apolaire bien que ses liaisons soient polarisées ?
- A. le fluorométhane CH₃F
- B. le tétrafluorométhane CF₄
- C. le difluorure d’oxygène OF₂
- D. l’eau H₂O
Réponse
B. le tétrafluorométhane CF₄ — CF₄ est tétraédrique avec quatre liaisons C–F identiques : leurs effets se compensent, G+ = G−. Les trois autres molécules ne sont pas symétriques.
Autour d’un atome lié à trois atomes, sans doublet non liant ni lacune, l’angle entre deux liaisons vaut :
- A. 180°
- B. 90°
- C. 109,5°
- D. 120°
Réponse
D. 120° — 3 directions s’écartent au maximum dans un plan : géométrie triangulaire plane, angles de 120°.
Dans l’ion méthanolate CH₃O⁻ (C lié à 3 H et à O), la charge négative est portée par :
- A. un atome d’hydrogène
- B. aucun atome en particulier
- C. l’atome de carbone
- D. l’atome d’oxygène
Réponse
D. l’atome d’oxygène — O forme 1 liaison et porte 3 doublets non liants : 6 − 1 − 2 × 3 = −1. Le carbone (4 liaisons) a une charge nulle.
La géométrie de l’ion oxonium H₃O⁺ est :
- A. pyramidale
- B. tétraédrique
- C. triangulaire plane
- D. coudée
Réponse
A. pyramidale — O est lié à 3 H et porte 1 doublet non liant : 4 directions dont un doublet non liant, l’ion est pyramidal.
Pour la liaison B–H (χ(B) = 2,04 ; χ(H) = 2,20), on obtient :
- A. Δχ = 0,16, liaison polarisée
- B. Δχ = 4,24, liaison polarisée
- C. Δχ = 0,16, liaison ionique
- D. Δχ = 0,16, liaison non polarisée
Réponse
D. Δχ = 0,16, liaison non polarisée — Δχ = 2,20 − 2,04 = 0,16 < 0,4 : la liaison est considérée comme non polarisée. On soustrait les électronégativités, on ne les additionne pas.
Dans le sulfure d’hydrogène H₂S, le nombre de directions autour du soufre est :
- A. six
- B. deux
- C. quatre
- D. trois
Réponse
C. quatre — S est lié à 2 H et porte 2 doublets non liants (6 − 2 = 4 électrons) : 2 + 2 = 4 directions, molécule coudée.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Une molécule dont toutes les liaisons sont non polarisées peut-elle être polaire ?
- A. non, il faut au moins une liaison polarisée
- B. oui, si elle porte un ou plusieurs doublets non liants
- C. oui, dès que sa géométrie est coudée
- D. non, sauf si elle contient de l’hydrogène
Réponse
A. non, il faut au moins une liaison polarisée — Sans liaison polarisée, il n’y a pas de charges partielles : rien ne peut être décentré, quelle que soit la géométrie.
Pourquoi un atome d’azote ne forme-t-il pas cinq liaisons dans une molécule neutre ?
- A. il n’a que trois électrons de valence
- B. il est toujours chargé négativement
- C. il suit la règle du duet, comme H
- D. son octet est complet avec trois liaisons
Réponse
D. son octet est complet avec trois liaisons — Cinq liaisons l’entoureraient de 10 électrons ; avec 5 électrons de valence, 3 liaisons et 1 doublet non liant lui donnent l’octet.
Le caractère polaire d’une molécule dépend :
- A. seulement du nombre d’atomes
- B. seulement des différences d’électronégativité
- C. des liaisons polarisées et de la géométrie
- D. seulement des doublets non liants
Réponse
C. des liaisons polarisées et de la géométrie — Il faut des liaisons polarisées, mais une géométrie symétrique peut compenser leurs effets : les deux informations sont nécessaires.
Le schéma de Lewis du monoxyde de carbone CO comporte :
- A. une liaison double et deux doublets non liants
- B. une liaison triple et deux doublets non liants
- C. une liaison triple et quatre doublets non liants
- D. une liaison simple et trois doublets non liants
Réponse
B. une liaison triple et deux doublets non liants — 4 + 6 = 10 électrons, 5 doublets. Seule une liaison triple, avec un doublet non liant sur chaque atome, donne l’octet aux deux atomes.
Autour d’un atome à deux liaisons et deux doublets non liants, l’angle est inférieur à 109,5° parce que :
- A. les doublets liants repoussent plus fort
- B. une telle entité est toujours linéaire
- C. les doublets non liants repoussent plus fort
- D. les atomes liés s’attirent entre eux
Réponse
C. les doublets non liants repoussent plus fort — Un doublet non liant, retenu par un seul noyau, prend plus de place : il resserre les liaisons voisines.
Un élève affirme : « Dans AlBr₃, l’aluminium n’a que 6 électrons autour de lui, donc le schéma est faux. »
- A. il a tort : l’aluminium porte une lacune
- B. il a tort : Al est entouré de 8 électrons
- C. il a raison : Al doit porter un doublet
- D. il a raison : il faut une liaison Al = Br
Réponse
A. il a tort : l’aluminium porte une lacune — Al forme 3 liaisons Al–Br et chaque Br porte 3 doublets non liants. Al, entouré de 3 × 2 = 6 électrons, porte une lacune électronique : le schéma est juste.
Laquelle de ces molécules linéaires est polaire ? (χ(C) = 2,55 ; χ(S) = 2,58 ; χ(O) = 3,44 ; χ(Cl) = 3,16 ; χ(I) = 2,66)
- A. le dichlore Cl₂
- B. le chlorure d’iode ICl
- C. le dioxyde de carbone CO₂
- D. le disulfure de carbone CS₂
Réponse
B. le chlorure d’iode ICl — I–Cl : Δχ = 3,16 − 2,66 = 0,50, liaison polarisée, et la molécule n’a que deux atomes différents : G+ sur I, G− sur Cl. Cl₂ et CS₂ n’ont pas de liaison polarisée ; CO₂ est symétrique.
Laquelle de ces affirmations sur l’électronégativité est exacte ?
- A. elle se mesure en debye, comme le moment dipolaire
- B. elle augmente de haut en bas dans une colonne
- C. elle est la même pour tous les éléments d’une colonne
- D. elle augmente de gauche à droite sur une période
Réponse
D. elle augmente de gauche à droite sur une période — L’électronégativité est sans unité ; elle croît vers la droite d’une période et vers le haut d’une colonne.
Le méthanal CH₂O, triangulaire plan, est polaire parce que :
- A. G− est sur O et G+ sur le carbone
- B. il porte des doublets non liants
- C. ses liaisons C–H sont très polarisées
- D. il est plan, donc toujours polaire
Réponse
A. G− est sur O et G+ sur le carbone — Seule C = O est polarisée (Δχ = 0,89) : δ− sur O, δ+ sur C. G− est sur O, G+ sur C : distincts. Une molécule plane peut être apolaire (BCl₃).
BCl₃ est triangulaire plan et non pyramidal parce que :
- A. le bore porte un doublet non liant
- B. le chlore est plus électronégatif que B
- C. ses liaisons B–Cl sont des liaisons doubles
- D. sa lacune ne compte pas comme direction
Réponse
D. sa lacune ne compte pas comme direction — B est lié à 3 Cl et ne porte pas de doublet non liant ; la lacune est une place vide : 3 directions, géométrie triangulaire plane.
On compare l’angle H–N–H dans l’ion NH₄⁺ et dans la molécule NH₃ :
- A. il est le même dans les deux
- B. il vaut 120° dans NH₄⁺
- C. il est plus grand dans NH₄⁺
- D. il est plus grand dans NH₃
Réponse
C. il est plus grand dans NH₄⁺ — NH₄⁺ : 4 liaisons, pas de doublet non liant, tétraèdre régulier (109,5°). NH₃ : le doublet non liant resserre les liaisons (environ 107°).
« Une molécule apolaire ne contient aucune liaison polarisée. » Cette affirmation est :
- A. exacte : c’est la définition d’une molécule apolaire
- B. fausse : CO₂ est apolaire avec deux liaisons polarisées
- C. fausse : une molécule apolaire porte toujours un doublet
- D. exacte, sauf pour les molécules linéaires
Réponse
B. fausse : CO₂ est apolaire avec deux liaisons polarisées — Dans CO₂, les deux liaisons C = O sont polarisées, mais la symétrie de la molécule linéaire place G− sur le carbone, avec G+.
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