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Les éléments Chapitre 6. La théorie atomique de la matière (Dalton) Toute matière se compose de petites particules quon appelle des atomes. Il est impossible.

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1 Les éléments Chapitre 6

2 La théorie atomique de la matière (Dalton) Toute matière se compose de petites particules quon appelle des atomes. Il est impossible de créer ou de détruire des atomes, ou encore de diviser des atomes en particules plus petites. La masse et la taille de tous les atomes dun même élément sont identiques, mais leur masse et leur taille sont différentes de la masse et de la taille des atomes des autres éléments. Il se crée des composés quand les atomes de différents éléments se regroupent dans des proportions définies.

3 Les symboles chimiques Le système de symboles chimiques a été créé pour éviter le besoin décrire au long le nom des éléments. Le chimiste qui découvre un élément a le privilège de le nommer. Le système de symboles chimiques utilisé encore aujourdhui à été proposé en 1817 par le chimiste suédois Jons Jakob Berzelius.

4 Les symboles chimiques Le système de symboles a éventuellement été accepté dans le monde entier parce quil comprenait un symbole pour chaque élément connus et il indiquait comment créer un symbole pour chaque élément découvert par la suite. Les éléments nont pas tous le même nom dans toutes les langues, mais le symbole de chaque élément est le même peu importe la langue.

5 Règles des symboles chimiques La première lettre est toujours majuscule. Sil y a une deuxième ou troisième lettre, elle doit être minuscule.

6 Comprendre les formules des composés Formule chimique: Un ensemble de symboles et de chiffres qui représentent la composition dune substance pure.

7 Comprendre les formules des composés Élément: Une substance pure qui se compose dun type de particules, ou atomes. Molécule: La plus petite quantité dune substance pure qui peut exister à létat libre. –Une molécule est généralement un groupe datomes liés ensemble. –À moins quon fournit lénergie nécessaire pour séparer les atomes qui forment les molécules, les atomes restent «attachées» ensembles.

8 Le tableau périodique À partir de 1850, il y avait de plus en plus déléments et on avait besoin dune classification. seuleLes travaux de Dalton ont montré que la masse atomique relative est la seule caractéristique mesurable qui distingue tous les éléments. H = masse de 1 He = masse de 4 (4 fois plus lourd que H)

9 Le tableau périodique (suite) Mendeleïev a classé les éléments par ordre croissant de masse et a observé que les caractéristiques des éléments se répétaient périodiquement. Le tableau périodique moderne est basé sur le travail de Mendeleïev.

10 Le tableau périodique (suite) Les éléments sont classés par ordre de numéro atomique (indique aussi le nombre de protons dans le noyau) Les colonnes représentent les familles des groupes déléments aux caractéristiques très semblables. Il y en a 18 au total. Les lignes représentent les périodes et elles indiquent le nombres de couches électroniques autour du noyau de latome.

11 Le tableau périodique (suite) Les métaux sont à gauche du tableau. Les non-métaux sont à droite du tableau. Lescalier entre le bore et lastate sépare les métaux des non-métaux. Certaines familles ont un nom spécial. –1 – métaux alcalins –2 – métaux alcalino-terreux –3 à 12 – les métaux de transition –17 – les halogènes –18 – les gaz rares

12 Le tableau périodique Période: Une ligne horizontale déléments dans le tableau périodique. - La période indique le nombre de couches électroniques de latome. Ex: K (potassium) période 4 4 couches électroniques

13 Le tableau périodique Famille (groupe): Une colonne verticale déléments dans le tableau périodique. Les éléments dune même famille ont tous le même nombre délectrons de valence (sur la dernière couche), ce qui explique la réactivité des éléments.

14 Le tableau périodique Quelles informations peut-on y retrouver? Numéro atomique: Le nombre de protons dans le noyau de latome. Masse atomique: La masse dun atome moyen dun élément, en unités de masse atomique. Nombre de masse: Le nombre de protons et de neutrons dans le noyau dun atome. - Pour établir le nombre de masse, il faut arrondir la masse atomique à lentier près. Ex: Na (Sodium) Masse atomique: 22, Nombre de masse: 23

15 Comment trouver le nombre de neutrons Le nombre de neutrons = masse atomique arrondie – numéro atomique

16 Chapitre 7 – La structure de latome

17 Chapitre 7 – La structure de latome Les travaux de Crookes et de Thomson ont montré le déplacement de petites particules (les électrons) entre la cathode (-) et lanode (+).

18 Déductions de Thomson sur latome. –Tous les atomes contiennent des protons (+) et des électrons (-) –Les charges des protons et des électrons sont identiques mais opposées. –Le proton a une masse beaucoup plus grande que lélectron.

19 Les modèles atomiques Dalton : Boule de billard Thomson : le plum-pudding Rutherford : Modèle atomique nucléaire Bohr : modèle atomique de Bohr DeBroglie : Modèle atomique à nuage électronique.

20 Les couches électroniques PériodeCoucheNombre max délectrons ** Il est important de noter que pour le cours de sciences 9 le nombre délectrons max par couche des éléments que nous voyons est de 2, 8, 8, 2.

21 Modèle atomique de Bohr- Rutherford Le modèle Bohr-Rutherford décrit la structure de latome avec un noyau central et des couches électroniques. Dans le noyau, on retrouve des protons et des neutrons. Sur des couches électroniques (régions sphériques et fixes autour du noyau), les électrons se déplacent rapidement.

22 Les diagrammes de Bohr- Rutherford Notation Atomique A: Nombre de masse X: Symbole chimique Z: Numéro atomique Exemples: 19 protons et neutrons40 protons et neutrons 9 protons20 protons

23 Diagramme atomique de Bohr- Rutherford Exemple: Fluor (F) -On indique le nombre de protons et de neutrons dans le centre; -On dessine les électrons sur les couches respectives; -La dernière couche délectrons sappelle la couche de valence -Les électrons quon retrouve sur la dernière couche sappellent des électrons de valence

24 Isotopes Les différentes formes dun atome se distinguant par leur nombre de masse représentent des isotopes. Le nombre de protons est le même mais le nombre de neutrons est différent. Ex., Le chlore a deux isotopes naturels Loxygène a trois isotopes (8 – 9 ou 10 neutrons) Le carbone a deux isotopes (6 et 8 neutrons)

25 Isotopes Les deux isotopes du carbone occupent la même place dans le tableau périodique. Les deux ont le même numéro atomique et le même nombre délectron Cest le nombre de neutrons qui est différent 14 6 C (8 neutrons) et 12 6 C (6 neutrons)

26 Chapitre 8 Les liaisons chimiques 1.Familles chimiques expliquées Quand on regarde la répartition des électrons dans les différentes couches de latome, on peut voir que selon lemplacement de lélément, on peut prédire sa structure. * Si on se déplace de la gauche vers la droite dans une période, on voit que le nombre délectrons augmente dans la même couche électronique. * Si on se déplace du haut vers le bas dans un groupe, on voit quon ajoute une nouvelle couche électronique à chaque fois quon descend dune case.

27 Ex: Le calcium: Il est placé dans le groupe 2 et dans la période 4. Le modèle de cet atome sera donc constitué de 20 p+ et 20n° dans le noyau avec 20 électrons répartis de la façon suivante: 2 sur le premier niveau, 8 sur le deuxième, 8 sur le troisième et 2 sur le quatrième. Tous les éléments de ce groupe auront donc dans leur dernière couche 2 électrons. On peut donc énoncer de façon générale que les éléments dun même groupe auront dans leur dernière couche électronique le même nombre délectrons. groupe 1= 1 électrongroupe 5 = 5 électrons groupe 2= 2 électronsgroupe 6 = 6 électrons groupe 3= 3 électronsgroupe 7 = 7 électrons groupe 4= 4 électronsgroupe 8 = 8 électrons

28 Il ne faut pas oublier que lorsque les atomes réagissent ensemble, ils le font tout en respectant la règle de loctet qui dit que tout atome veut atteindre la configuration dun gaz rare en ayant 8 électrons dans son dernier niveau dénergie périphérique. 2.Les composés ioniques Que se passe-t-il lorsque deux éléments sapprochent lun de lautre? –Latome qui possède le moins délectrons donne celui-ci(ceux-ci) à latome qui en possède le plus. –Il devient un ion chargé positivement (cation). –Celui qui capte devient un ion chargé négativement (anion). –Il y a donc une liaison ionique qui vient dêtre créée. –La liaison ionique implique toujours la présence dun élément métallique et un élément non-métallique.

29 Un composé ionique est alors formé. On écrit ce composé en plaçant lion positif en premier suivi par lion négatif. Lorsquon nomme le composé, on débute par le nom de lélément non-métallique (ion négatif) suivi de « ure » de lélément métallique (ion positif) Ex: sodium et fluor = Na+F- Fluorure de sodium Lithium et chlore = Li+Cl- Chlorure de lithium

30 Que se passe-t-il si nous avons des métaux alcalino-terreux qui réagissent avec les halogènes? Ex: Magnésium et fluor Magnésium possède 2 électrons de valence et le fluor en possède 7. Nous aurons donc besoin de deux ions Fluor pour chaque ion de magnésium afin de former le composé. Mg+2 F- F- = MgF2 fluorure de magnésium


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