Module 2

Les atomes et les éléments

Qu’est-ce qu’est la chimie?

Sciences qui étudient les propriétés, la

composition, les structures et les

transformations de la matière.

Classifier la matière

La matière et ses

transformations

La matière: C’est tout ce qui a une masse et

qui occupe de l’espace.

Exemples: une chaise, un arbre, un humain, de l’eau, de l’air etc.

La matière est faite d’atomes.

L’atome, c’est la plus petite

unité de matière qui peut

participer à un changement

chimique.

De quoi est fait la matière?

Classification de la matière

1.L’état: solide, liquide et gazeux.

2.La composition:

Mélanges: homogène(solution) et hétérogène, alliage.

Substances pures: éléments, composés.

Tu pourrais classer la matière selon :

1. La matière selon l’état

Les 3 états de la matière

Solide Liquide Gaz

2. La matière selon sa

composition:

Mélanges

Substances pures

Mélange

Un mélange

Est constitué d’au moins deux types

de particules (2 substances pures

différentes) qui ne sont pas liées

chimiquement.

Ex: De l’eau salée

H2O + NaCl

Mélange hétérogène

Un mélange peut être

hétérogène ou homogène.

C’est un mélange hétérogène si on distingue les constituants.

Ex: soupe, pain

aux raisins etc.)

1. Mélanges obtenus par agitation

mécanique:

particules visibles restent mélangées, ne

se séparent pas, ne se déposent pas.

Types de mélanges hétérogènes

2. Suspensions: particules visibles à

l’œil ou au microscope, mais se

déposent avec le temps.

3. ColloÏdes: particules invisibles au

microscope, ne se déposent pas

avec le temps.

Mélange homogène

( Solution )

C’est un mélange homogène

( solution ) si on ne peut pas

distinguer les constituants.

C’est composé d’un soluté (au

moins un) et d’un solvant

mélangés de façon uniforme.

Ex: sel + eau= eau salé

soluté + solvant = solution

Ex: eau du robinet, air etc.

Un soluté:substance qui se dissout

dans le solvant.(généralement en

plus petite quantité)

Un solvant:substance qui dissout le

soluté.(généralement en plus

grande quantité)

Type particulier de solution

Un alliage : mélange d’un type de

métal avec un ou plusieurs

autres métaux ou non-métaux.

Ex: un bijou en or (10 K)

Mélange de Cuivre + or

Substance pure

Les substances pures

Éléments Composés

Une substance pure

1.Formée d'un seul type ou groupe de particules.

Ex. : or, eau, cuivre, hélium,NaCl.

Exemples de substances pures

Une feuille d’aluminium ne

contient que des particules

d’aluminium.

Le sucre ne contient que des

particules de sucre.

Élément

Un élément:

c’est un type de substance

pure qu’il est impossible de

décomposer en partie plus

simple par des moyens

chimiques ordinaires.

Magnésium Hélium

Gallium

Exemples: le fer (Fe), le carbone (C).

magnésium

Les 20 premiers éléments H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

Ca

K

Composé

Composés:

Les composés sont des substances pures formées de deux ou plusieurs atomes liés chimiquement. Ex:. l'eau (H2O), le sel (NaCl) et l'acide chlorhydrique (HCl)..

Type particulier de

composé : une molécule Assemblage de plusieurs atomes

maintenus ensembles par des

liaisons chimiques covalentes.

molécule d’eau

Assemblage

de molécules

d’eau

Structure de

la glace Molécule

d’eau

Molécule de sucre

Molécule d’ADN

Selon toi, quelle sont les

différences entre l’eau et le fer

d’un point de vue chimique?

PS – Un élément peut être un

composé s’il est formé d’au

moins deux atomes. Ex. O2,P5

Composés communs

Nom du

composé

Formule

moléculaire

Éléments

présents

Atomes de

chaque

élément

Eau H2O Hydrogène

Oxygène

2 atomes de H

1 atomes de O

Bioxyde de

carbone

CO2 Carbone

Oxygène

1 atome de C

2 atomes de O

Travail

Théorie particulaire de la

matière.

P.156

Feuille de travail

Théorie atomique de

Dalton

Atome et élément

Feuille de travail

Changement de la

matière

1. Changement chimique

La modification de la matière

au cours de laquelle au moins

une nouvelle substance ayant

de nouvelles propriétés se

forme

Indices de changement

chimique

- création de nouvelles substances.

- particules de départ changent.

- difficile d’inverser le changement.

formation d’un précipité

Il ne faut pas confondre avec laisser

se déposer une substance qui est

dissoute dans une solution.

Exemple de changement chimique

Exemple de changement chimique

Une allumette brûle, le bois se

transforme en charbon (carbone

graphite)

La corrosion ( la rouille )

Exemple de changement chimique

Pourquoi certains objets

rouillent-ils?

A la température ordinaire,

le fer se combine à l'oxygène

de l'air pour former de

l'oxyde de fer.

En présence d'air humide, une

plaque de fer se recouvre

d'oxyde de fer hydraté.

C‘est le début de la rouille,

poreuse et perméable à l'air

et à l'humidité.

Les outils sont souvent faits

d'aciers spéciaux, contenant

du chrome et du nickel,

métaux inaltérables.

2. Un changement physique

La modification de la

matière au cours de laquelle

aucune nouvelle substance ne

se forme.

Indices d’un changement

physique

-aucune nouvelle substance ne se forme. ( les particules de départ ne changent pas)

-de nouvelles propriétés peuvent apparaître mais elles sont temporaires.

-le changement est réversible.

-les changements de forme (déformation, découpage, étirement,…)

-les changements de phase

(évaporation,fusion,condensation)

-les mélanges ( sel dans l’eau, l’alcool dans l’eau, …)

Parmi les changements physiques

on retrouve principalement:

Exemple de changement physique

De la glace qui fond.

Aucune nouvelle substance

Suite…

Si de la glace fond, elle change

d'état (de l'état solide à l'état

liquide) mais ne change pas de

composition : il s'agit d'un

changement physique.

Propriété

Caractère particulier

d’une substance.

1. Propriété physique

C’est une propriété d’une substance qui peut changer sans créer de nouvelle substance.

Ex: la masse volumique de l’eau change lorsqu’elle passe de l’état liquide à l’état gazeux.

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES

QUALITATIVES QUANTITATIVES

couleur point de fusion

texture point d’ébullition

goût masse volumique

odeur viscosité

état Conductivité

thermique

ductilité solubilité

Tableau p.164

a) Propriété qualitative

C’est une caractéristique

qui décrit une qualité d’une

substance.

(ex. : couleur, état, etc.).

b) Propriété quantitative

C’est une caractéristique qui

décrit une quantité associée à

une substance.

(ex. : point de fusion, longueur,

masse volumique, etc.).

Masse volumique

C’est la masse que contient le volume donné d’une substance (la masse volumique est égale à la masse divisé par le volume)

2.Propriété chimique

Propriété qui sert à décrire le comportement d’une substance lorsqu’elle prend part à une réaction chimique

Ex: la réactivité d’une substance en présence de l’air ou de l’eau, la corrosion, la toxicité, la combustion

Tableau p.164

Le fer rouillé.

La corrosion

L’organisation des

éléments

Le tableau périodique

regroupent les éléments qui

ont des propriétés semblables.

Lien entre un élément et son

symbole.

Un symbole chimique est une

abréviation du nom de

l’élément.

Les noms et les symboles

ont des origines différentes.

Formule chimique d’un

composé

La formule chimique est une combinaisons de symboles représentant une substance. Ex. Pour l’eau = H2O

Formule chimique (suite)

Chaque symbole représente un élément.

S’il y a plus d’un atome de cet élément, le symbole est suivi d’un chiffre plus bas.

Un composé comporte toujours plusieurs majuscules.

Ex: NaCl, H2O

Propriétés des éléments

Métaux Métalloïdes Non-métaux

Les 3 catégories d'éléments

Tableau page 203

Métaux

Exemple de sous-groupe

Ex: les métaux lourds tels que:

-l’or

-l’argent

-le nickel

-le cuivre

Utilisés pour la

fabrication de

monnaies.

Groupe: Les colonne (verticale)

du tableau périodique

Synonymes

Groupe = Famille = Colonne

( Vertical dans le tableau )

Il y a 18 groupes.

Familles chimiques

Colonnes du tableau périodique

Métaux alcalins (métaux

brillants,argentés et très réactifs)

Métaux alcalinoterreux

Halogènes (les non-métaux les plus

réactifs)

Gaz rares (gazeux & non réactifs)

Périodes: Les rangée (horizontale)

du tableau périodique

Synonymes

Période = Rangée = Niveau

( Horizontal dans le tableau )

Il y a 7 périodes.

Réactivité des éléments

selon leur position dans le

tableau périodique

Structure atomique

Évolution du tableau

périodique.

Le tableau périodique a

été inventé par le Russe

Dimitri Mendeleïev en

1869.

Les éléments sont disposés

selon leur numéro

atomique ( nombre de

protons ) dans le tableau

périodique.

Explication de l’atome

Explication Si on prend un morceau de fer et qu’on le divise en morceaux de plus en plus petits, il arrivera un moment où il ne sera plus possible de le diviser. Ce plus petit morceau de fer est l’atome de fer.

Un atome de fer peut être

divisé mais les morceaux

qui restent ne sont plus du

fer. On obtient un noyau et

des électrons.

Composants de l’atome

Le noyau est fait de: p+ et n°

Protons (p+): particules qui ont une charge positive et une masse relative de 1; ils sont situés dans le noyau.

Le nombre de protons

caractérise l’atome.

Exemple:

1. Si un atome a 1 seul proton c’est

un atome d’hydrogène et son

numéro atomique est 1.

Neutrons (no): particules neutres qui ont une masse relative de 1; ils sont situés dans le noyau.

Pour trouver le nombre de neutrons dans un atome:

Masse atomique

Nombre de protons.

Nombre de neutrons

Électrons: particules qui ont une charge négative et une masse d’environ 1/ 2000 de la masse du proton ou du neutron.. (e-)

Il y a toujours le même nombre d’électrons et de protons dans un atome neutre.

Couches électroniques ou

orbites: endroit où les électrons

circulent autour du noyau.

Suite...

Le nombre de masse ou masse

atomique représente le nombre total

de protons et de neutrons qui

forment le noyau d’un atome.

L’atome grossit selon les

dimensions d’un champs de

Football.

Noyau = pois au centre du

champs de football.

Électrons = moustiques qui

circulent.

Notation atomique Système universelle reconnu pour

connaître des renseignements sur un atome.

Exemple:

Cl 17

35 Nombre de masse

Symbole chimique

Numéro atomique

Notes pédagogiques

Annexe 4 et 5

Évolution du modèle

atomique

3ecouche électronique

(18e- max) mais 8 si

on arrête au 20e élément

1èrecouche(2 e- max)

2ecouche (8 e- max)

Modèle de Bohr-Rutherford

Noyau

Tableau comparatif des

particules subatomiques

Élément Symbole Numéro atomique

Aluminium Al 13

Distribuer annexe 9: Exercice

Distribuer fiche reproductible 3.3 (sciences 9)

Nombre d'électrons Nombre de protons

13 13

Tableau comparatif des

particules subatomiques

Masse atomique Nombre de neutrons

27 14

Tableau comparatif des

particules subatomiques

Les produits chimiques

Dans l’agriculture

Dans ton armoire

Dans ta pharmacie

Dans tes aliments

Dans les fertilisants chimiques et biologique

Dans les feux d’artifices