4e - CHAPITRE 1 - Les atomes et les molécules

4e

Physique-chimie

Aurore FLICK

CHAPITRE 1 :

LES ATOMES ET LES MOLECULES

Activité découverte

Les atomes

Les molécules

TP : Identifier l'eau par un test caractéristique

Les états physique de la matière

Évaluation

QUESTIONS

La matière est formée de 3 états physiques : En quoi les deux théories sont-elles différentes ? Comment nomme-t-on finalement les grains de matière dont parlait déjà Démocrite? Par quoi sont séparés ces grains de matière ?

Solide, liquide et gazeux.

Selon Démocrite la matière est discontinue et formée de particules. Selon Aristote les particules n'existent pas, la matière est continue et formée de 4 éléments : l'eau, la terre, le feu et l'air.

Les molécules.

Par du vide.

INTRODUCTION

Les atomes et les molécules sont les constituants fondamentaux de la matière. Bien qu'ils soient trop petits pour être observés directement, ils composent l’intégralité de la matière qui nous entoure. Le tableau périodique des éléments rassemble tous les atomes existants ainsi que certaines de leurs caractéristiques.

LES ATOMES

Définition et historique

Les atomes sont les constituants fondamentaux de la matière, invisibles à l'œil nu. Chaque atome est représenté par un symbole et une sphère de couleur.Un peu d’histoire… Les premières idées sur la nature de la matière et de l'atome remontent à des philosophes grecs tels que Leucippe et Démocrite. En 420 av. J.-C., Démocrite a formulé l'idée que la matière est constituée de particules infiniment petites et indivisibles appelées "atomos," ce qui signifie "indivisibles" en grec. Cependant, cette théorie est rejetée à l'époque.

LES ATOMES

Définition et historique

Il a fallu attendre jusqu’en 1803 pour que John Dalton soit le premier à reprendre la théorie de l'atome pour expliquer les transformations chimiques, notamment en ce qui concerne les proportions avec lesquelles les réactifs réagissent.

LES ATOMES

La représentation des atomes

Chaque atome est identifié par un symbole composé d'une ou deux lettres et est représenté dans un modèle moléculaire par une sphère colorée associée. Exemple : La molécule d’eau H2O est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. Remarque : Le symbole chimique "N" pour l'azote provient de la première lettre de son nom en latin, "nitrogenium".

LES ATOMES

Exercice

La molécule de diimide est constituée de deux atomes d'azote et de deux atomes d'hydrogène.

La molécule de monoxyde de carbone est constituée d'un atome d'oxygène et d'un atome de carbone.

LES ATOMES

Le tableau périodique

Le tableau périodique des éléments réunit l'ensemble des atomes, avec chaque case représentant un atome spécifique. On y retrouve des informations telles que le nom de l'atome, son symbole chimique et son numéro atomique distinctif. Par conséquent, le tableau périodique permet d'associer le nom d'un atome à son symbole ou à son numéro atomique, et vice versa. Exemple : Le symbole du sodium est Na et son numéro atomique est 11.

LES ATOMES

Exercice

1) Donner le nom des éléments suivants à partir de leur symbole chimique : H, O, Fe, Co et Si. 2) Donner le symbole chimique et le numéro atomique des éléments suivants à partir de leur nom : argent, or, plomb, potassium et mercure.

Hydrogène, Oxygène, Fer, Cobalt et Silicium

47Ag, 79Au, 82Pb, 19K et 80Hg

L'or en latin se dit aurom.

Le potassium en latin se dit kalium.

Le mercure en latin se dit hydrargyrum.

LES MOLECULES

Les caractéristiques des molécules

Une molécule est un assemblage d’atomes. Elle est invisible à l’œil nu. Chaque molécule est associée à une formule brute qui précise la nature et le nombre des atomes qui la composent.Cette formule est obtenue en écrivant les symboles des atomes présents (généralement dans l'ordre alphabétique) et en indiquant le nombre d'atomes de chaque élément en bas à droite de leur symbole, à l'exception de 1, qui n'est généralement pas écrit.

LES MOLECULES

Les caractéristiques des molécules

Exemple : L’acétone a pour formule brute C3H6O, ce qui signifie que cette molécule est composée de 3 atomes de carbone (C), 6 atomes d’hydrogène (H) et un atome d’oxygène (O).

LES MOLECULES

Les tests d’identification des molécules courantes

Pour détecter la présence de la molécule d'eau H2O dans un mélange, il suffit de verser cette dernière sur du sulfate de cuivre anhydre. Si le mélange contient de l'eau, le sulfate de cuivre anhydre, à l'origine de couleur blanche, se colore en bleu.

LES MOLECULES

Les tests d’identification des molécules courantes

Pour détecter la présence de la molécule de dioxyde de carbone CO2 dans un mélange, on effectue le test à l’eau de chaux. Le gaz est introduit dans de l’eau de chaux (on dit aussi qu’on fait barboter le gaz). Si la solution devient trouble, cela indique la présence de dioxyde de carbone.

LES MOLECULES

Les tests d’identification des molécules courantes

Pour détecter la présence de la molécule de dioxygène O2 dans un récipient, on introduit une allumette incandescente. Si l’allumette s’enflamme à nouveau, c’est que le récipient contient du dioxygène.

LES MOLECULES

Les tests d’identification des molécules courantes

Pour détecter la présence de la molécule de dihydrogène H2 dans un récipient, on approche une allumette enflammée au-dessus du gaz. Si une détonation se produit, c’est que le récipient contient du dihydrogène.

TP Identifier l'eau

1) Qu’observe-t-on si on ajoute de l’eau sur du sulfate de cuivre anhydre ? et de l’huile ? 2) Parmi les autres liquides testés, indique ceux qui contiennent de l’eau.

L'eau fait bleuir le sulfate de cuivre anhydre. L'huile ne fait rien.

ETAT PHYSIQUE DE LA MATIERE

Glaçon

Océan

Vapeur d'eau

12 3 6

24 7 10

89 10

Compact et ordonné

Compact et désordonné

Dispersé et désordonné

ÉVALUATION

Exercice 1

1) A-Gazeux B-Solide C-Liquide

(1) Solide (a) Le milligramme (2) Liquide (b) Le gramme (3) Gaz (c) Le kilogramme

ÉVALUATION

Exercice 2

1) 2) Deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. 3) On a 1.5 L = 1.5 kg 1.5/3.10-26 = 5.1025 Il y a 5.1025 molécules d'eau dans 1.5 L d'eau. 4) Le test du sulfate de cuivre anhydre.

ÉVALUATION

Exercice 3

1) Un atome est un constituant fondamental de la matière. 2) C'est un assemblage d'atomes. 3) Le tableau périodique des éléments. 4) Le nom de l'atome, son symbole et son numéro atomique. 5) Du dihydrogène.

ÉVALUATION

Exercice 4

Zoé a raison, la farine, comme tous les solides divisés, se distingue des liquides par deux propriétés :

• la surface libre n'est pas plane ni horizontale,
• elle peut être saisie entre les doigts.

ÉVALUATION

Exercice 5

1) Non, car on ne peut pas diminuer l'espace qu'ils occupent. 2)

ÉVALUATION

Exercice 6