cartes mentales 2ndes

F. LEFLOCH

Physique Chimie en seconde

Mouvements, vitesses, Forces, Inertie, Chute libre

(à Saint Aubin La Salle)

Mouvements et interactions

éléments chimiques, Transformations, Caractérisations

Matière

Ondes et signaux

Lumièreson électricité

Réfraction, réflexion, spectres

Sommaire Matière

Molécules

Atome et ion

Histoire (résumé)

cours

Exercice 1

Isotopes et transformations nucléaires

Configuration électronique et tableau périodique

Lewis et la stabilité des éléments

La quantité de matières (la mole)

Transformations physiques

Transformations chimiques

Solutions aqueuses

Corps purs et mélanges- Identification de la matière

Ondes et signaux

Interactions et mouvements

Sommaire Ondes et signaux

Lumière- célérité, réfraction et réflexion

Lentilles minces convergentes

Spectres

Ondes sonores

Électricité

Interactions et mouvements

La matière

Lumière et matière ->

cliquer lorsque la main apparait

Propagation

rectiligne

En image

En image

rectiligne

Réfraction

Réflexion

c = 3,00×108 m/s

Formule de vitesse

• En traversant un nouveau milieu transparent la lumière subit une déviation
• Le principe suit la loi des savants . . . . . . . . .

• angle de réflexion de même valeur que l'angle incident

• Effet miroir

Formule de vitesse

Snell et Descartes

Rayon réfracté

Relation de Snell-Descartes : n1 × sin i1 = n2 × sin i2

Normale (N)

Rayon incident

milieu 1

milieu 2

Point d'incidence

rayon réfléchi

Un milieu se caractérise par son indice de réfraction n

Donnée expérimentales

cliquer lorsque la main apparait

• Bombée au centre
• Permet de former

une image

Oeil

Schéma

La partie de l’œil associée à une lentille convergente est le Accommodation : l’œil modifie sa distance . . . . . . pour que l'image apparaisse sur . . . . . .

La partie de l’œil associée à une lentille convergente est le Accommodation : l’œil modifie sa distance . . . . . . pour que l'image apparaisse sur . . . . . .

Distance focale f '

cristallin

• Caractérise les propriétés d’une lentille
• Correspond à la distance entre le centre . optique (O) et le foyer F (objet) ou F' (image)

• Caractérise les propriétés d’une lentille
• Correspond à la distance entre le centre . optique (O) et le foyer F (objet) ou F' (image)

focale (f ')

la rétine

Image

réelle

virtuelle

Droite

Renversée

Image

Construction graphique

Grandissement

formule : =

Grandissement

formule : =

Construction graphique

Grandissement

formule : =

A'B'

AB

A'O

AO

A'

B'

cliquer lorsque la main apparait

Electrons

• Chargés . . . . . .
• Forment un . . . . . électronique et sont en mouvement autour du . . . . .
• Nombre égal au nombre de . . . .

négativement

négativement

nuage

noyau

protons (si et seulement si c'est un atome !

Électriquement . . . . . .

neutre

nuage

noyau

Un noyau

• Charge globale : . . . . .
• composé de . . . . . . .

protons (si et seulement si c'est un atome !

positive

nucléons

10-15 m

100 000 fois plus petit que l'atome

10-10 m

100 000 fois plus grand que le noyau

Grandeurs

Grandeurs

Dimension (en m)

Charge électrique (en C)

Grandeurs

• Diamètre d'un atome

Protons

Neutrons

• Diamètre d'un noyau

Nucléons de charge . . . .

Nucléons de charge . . . .

nulle

positive

Masse (en kg)

Représentation symbolique du noyau

Représentation symbolique du noyau

Représentation symbolique du noyau

Quel est l'atome représenté ?

nucléons

nombre de . . . . . . ou nombre de . . . . . .

Li

Symbole de l’élément (dépend de Z)

masse

atomique

numéro . . . . . . ou nombre de . . . . .

protons

cliquer lorsque la main apparait

Électriquement . . . . .

Mais la matière reste électriquement neutre à l'échelle macroscopique !

chargé

Anion atomique

CATION atomique

Atome chargé . . . . . . . par gain d’électrons Exemple

Atome chargé positivement par perte d’ . . . . . . . Exemple

négativement

électron(s)

18

Contient 17 protons et . . . électrons

10

Contient 12 protons et . . . électrons

cliquer lorsque la main apparait

atomes

Au moins deux . . . . ,liés entre eux

Formule chimique

Modèle moléculaire

Chaque atome est modélisé par une boule de couleur :

• Indique la nature et le nombre des atomes de la molécule
• Respecte l’ordre alphabétique

Hydrogène

Oxygène

Carbone

Azote

Symbole

Exemples

cliquer lorsque la main apparait

Radioactivité

Transformation nucléaire

Noyaux isotopes

• Naturelle ou artificielle (provoquée)
• . . . . : Cassure d’un noyau lourd (gros)
• . . . : formation d’un noyau à partir de plus légers
• Conservation des nombres . . et . .

• Désintégration produisant des rayonnements (alpha, béta, gamma)
• Utilisations : énergie, militaire, médicale, archéologie…

• Ils ont la même réactivité chimique
• Certains isotopes sont instables et se désintègrent en émettant de la radioactivité.
• Ils diffèrent par leur nombre de . . .

Exemple : et ces noyaux sont isotopes : ils ont le même nombre . . et un nombre . . différent

Fission

Fusion

nucléons

Fission nucléaire

63

65

Cu

Cu

29

29

233

Th

90

Produits formés (noyaux fils)

conservation des nombres de charge et des nombres de masse ?

233 = 63 + 168 + 2×1 90 = 29 + 61

+ radiations (alpha, béta, gamma)

63

Cu

29

168

Pm

61

prisme

chromatique

Sommaire Mouvements et interactions

Description d'un mouvement et vitesse

cours

Exercices

Description d'un mouvement et vitesse

Représenter une action mécanique

cours

Exercices

Principe d'inertie

cours

Exercices

La matière

Ondes et signaux

• Bombée au centre
• Permet de former

une image

Oeil

Schéma

La partie de l’œil associée à une lentille convergente est le Accommodation : l’œil modifie sa distance . . . . . . pour que l'image apparaisse sur . . . . . .

La partie de l’œil associée à une lentille convergente est le Accommodation : l’œil modifie sa distance . . . . . . pour que l'image apparaisse sur . . . . . .

Distance focale f '

cristallin

• Caractérise les propriétés d’une lentille
• Correspond à la distance entre le centre . optique (O) et le foyer F (objet) ou F' (image)

• Caractérise les propriétés d’une lentille
• Correspond à la distance entre le centre . optique (O) et le foyer F (objet) ou F' (image)

focale (f ')

la rétine

Image

réelle

virtuelle

Droite

Renversée

Image

Construction graphique

Construction graphique

Construction graphique

Construction graphique

Grandissement

formule : =

Grandissement

formule : =

Construction graphique

Construction graphique

Construction graphique

Construction graphique

Grandissement

formule : =

Grandissement

formule : =

A'B'

AB

A'O

AO

A'

B'

chimique (liée aux électrons)

familles

croissant

sauf pour He qui en a 2 !

Ion

• Gain ou perte . . .

d'électrons

Un élément est stable lorsqu’il a la même configuration électronique qu’un . . . .

gaz noble

Electrons de valence

Pour être stable un élément doit avoir . . ou . . électrons de valence (duet ou octet d’électrons)

Liaison covalente

• Gain d’électron
• Doublet liant contenant un électron de chaque atome
• Simple, double ou triple
• Libère de l’énergie en se formant

Schéma de Lewis

Méthode et principe

Molécule

• Assemblage . . . .

doublet non liant

d'atomes

voir les électrons de valence

Système

Sujet d'étude modélisé par un . . . .

point

Référentiel

• point à partir duquel est observé le système

Trajectoire

Principe et vocabulaire

Echelles temporelles et spatiales

• Adaptées pour conserver les informations nécessaires

Représentations : - une échelle pour les distances - une échelle pour les vitesses

Vecteur vitesse

Evolution de la distance par rapport au temps

Formule :

Vitesse moyenne

Mesure sur le trajet . . .

Vitesse en un point

Mesure par rapport au . . . . .

point suivant

total

cliquer lorsque la main apparait

Formule :

mentité

N =

mtotale

en g

en g

Paquet du chimiste contenant une quantité égale au nombre d’Avogadro. La quantité de matière n, dépend du nombre total N d’entité

La mole

Dénombrer expérimentalement

Un nombre N d’entité peut se déterminer en comparant la masse totale de l'échantillon avec la masse d’une seule entité

Formule :

Masse d’une entité

La masse d’une molécule correspond à la masse de tous ses constituants

Environ six cent mille milliards de milliards

NA

n =

en mol

La matière

NA : nombre d'Avogadro

Dissolution

cliquer lorsque la main apparait

• Mise en solution dans un solvant
• Séparation microscopique des entités

Dissolution (solide moléculaire)

• . . . . .

Mesure expérimentale

Calorimétrie

Equation de réaction

Changement d'état

• Équation de liquéfaction de l’eau

Température d'ébullition : 100°C

H2O (g) H2O (ℓ)

Gaz (g)

Liquide (ℓ)

Solide (s)

m × L

• m : masse de matière qui change d'état
• L : énergie massique de changement d'état

Caractéristiques

Lors du changement d’état :

• Plusieurs états coexistent
• La température du corps reste . . . .

• Processus endothermique : Le système . . . . de l'énergie.
• Processus exothermique : Le système . . . . de l'énergie.
• Énergie échangée :
• avec changement d'état Q =
• Sans changement d'état Q =

Énergie

prélève

cède

constante

m × c × Δθ

• m : masse de matière
• c : capacité thermique
• Δθ : écart de température

La matière

Décrit la transformation chimique de la matière

Méthodes : Ecrire et ajuster une équation de réaction

Passage d’un état initial à un état final avec formation de nouvelles espèces chimiques.

Equation de réaction

Au cours d’une transformation chimique il y a conservation :

• Des . . . (donc de la masse)
• Des charges . . . . .

Règles de conservation

2 C2H6 (g) + 7 O2 (g) 4 CO2 (g) + 6 H2O (g)

• Les espèces chimiques sont ajustées d’un coefficient stœchiométrique indiquant combien de fois il faut la prendre en compte.
• L’état physique des espèces chimique est indiquée entre parenthèses

Réactifs Produits (espèces consommées) (espèces formées)

(g) (g) (g) (g)

éléments

électriques globales

ne pas confondre avec les quantités disponibles (en mol)

Formule / méthode :

vs

nA

nB

en mol

coefficient stoechiométrique de l'espèce B

• on compare les rapports quantité / coefficient
• Le plus petit indique le réactif limitant

• Réactif consommé en . . . . . . .
• Détermine l’arrêt de la réaction
• dépend des quantités disponibles

Réactif limitant

totalité

La matière

Identifier les actions mécaniques exercées sur un système :

• Mise en mouvement
• Modification de trajectoire
• Modification de vitesse
• Déformation

Effets possibles d'une interaction

• de contact
• à distance

Types d'interactions

Un système S subit l'action mécanique d'un système S'.

Représenter l'action mécanique

le vecteur Force

Direction

GO !!

Norme

Sens

Instrument de mesure : Le . . . . . . . .

dynamomètre

Système S représenté par un point

Exemples de forces :

La norme correspond à la valeur en Newton. La taille de la flèche doit être adaptée avec une échelle

• Appliqué au centre de gravité
• vertical
• vers le bas
• P = m×g

Poids P

Force d'interaction gravitationnelle

interaction réciproque

• perpendiculaire au support
• vers le haut
• R = P si support horizontal

Réaction du support R

s'oppose au mouvement

frottement f

A'

B'

Propagation . . . . . .

rectiligne

Réfraction

Réflexion

• En traversant un nouveau milieu transparent la lumière subit une déviation
• Le principe suit la loi des savants

c = 3,00×108 m/s

• angle de réflexion de même valeur que l'angle incident

• Effet miroir

Célérité

c = 3,00×108 m/s

Essais animations sans gif

Essais animations sans gif

Diagramme objet - actions

2 C2H6 + 7 O2 (g) 4 CO2 (+ 6 H2O(g)

bilan des éléments chimiques Réactifs :

carbone C

oxygène O

14

12

hydrogène C

Combustion :

état final

état initial

(sauf si le combustible est du charbon)

combustible

comburant

dioxyde de carbone

eau

combustible : ce qui peut être brûlé (bois, gaz, charbon...)

comburant : réactif qui entretient la combustion (dioxygène de l'air)

1-un rayon incident passant par O n'est pas dévié

2-un rayon incident paralèlle à l'axe optique émerge en passant par F'

3-un rayon incident passant par F émerge paralèlle à l'axe optique

Point objet

Foyer image

Foyer objet

Point image

Un électron est gagné par l'élément chlore Cℓ

Schéma de Lewis d'un atome X

L'atome X a un doublet non liant

deux

trois

Ajouter 1 électron de valence

Ajouter 1 électron de valence

Ajouter 1 électron de valence

Ajouter 1 électron de valence

Ajouter 1 électron de valence

Ajouter 1 électron de valence

Ajouter 1 électron de valence

1-un rayon incident passant par O n'est pas dévié

2-un rayon incident paralèlle à l'axe optique émerge en passant par F'

3-un rayon incident passant par F émerge paralèlle à l'axe optique

Foyer image

Foyer objet

Hydrogène

Force d'interaction gravitationnelle

Deux corps de masse mA et mB exercent une force d'attraction réciproque avec une intensité inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare

Remarque : la distance séparant les corps A et B se détermine par les positions des centres de masse

A attire B

= G*

FB/A

mA

mB

FA/B

Réciproquement B attire A

mA

mB

FB/A

grandeur : charge électrique q ou Qunité : Coulomb C

la charge élémentaire* est e = 1,6×10─16 Cainsi, la charge d'un électron est qe-= ─ 1,6×10─16 C la charge d'un proton q = 1,6×10─16 C seul le signe change

* la plus petite charge électrique portée par une particule de l'atome

deux électrons sont perdus par l'élément magnésium Mg

Les données expérimentales permettent de tracer une courbe et d'obtenir un modèle mathématique plus précis de la valeur de l'indice de réfraction

Formule :

Formule :

Méthode : Ecrire une équation de réaction

• à partir de l'énoncé : identifier qui est réactif qui est produit

• Mettre les réactifs avant la flèche et les produits après

réactifs produits

Méthode : Ajuster une équation de réaction

compter les éléments un par un en choisissant un réactifterminer par l'élément O (oxygène) ou la plus petite molécule

Exemple : combustion de pentane C5H12

C5H12 (g) + 8 O2 (g) 5 CO2 (g) + 6 H2O (g)

(g) (g) (g) (g)

Réactifs Produits (espèces consommées) (espèces formées)

• Les espèces chimiques sont ajustées d’un coefficient stœchiométrique indiquant combien de fois il faut la prendre en compte (conservation des éléments).
• L’état physique des espèces chimique est indiquée entre parenthèses
• On vérifie la charge globale avant et après la flêche (ici neutre --> neutre)

grandeur : masse m unité : kilogramme kg

Ordres de grandeur électron : me- ≈ 10─30 kg nucléon : mn ≈ 10─27 kg

me- << mn

matome = A×mn + Zme-

matome ≈ A×mn

A est le nombre de nucléons

tasse vide contenant une pièce

tasse contenant une pièce et de l'eau

La paille n'apparait pas où elle est réellement !

L'indice de réfraction change avec la température et donne ... les mirages !

anamorphose : la tasse argentée, réfléchit la soucoupe

Réflexion