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Anatomie dun atome (modèle de Bohr). Latome et le tableau périodique Anatomie dun atome – La couche périphérique se nomme la couche de valence. Les électrons.

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1 Anatomie dun atome (modèle de Bohr)

2 Latome et le tableau périodique Anatomie dun atome – La couche périphérique se nomme la couche de valence. Les électrons (e - ) qui sy trouvent sappelle e - de valence ; – Ces électrons sont particulièrement importants car ce sont eux qui participent aux réactions chimiques (liaisons);

3 Latome et le tableau périodique Anatomie dun atome – La couche électronique (orbitale) la plus près du noyau peut contenir un maximum de deux e - ; – La 2 ième et la 3 ième orbitales peuvent contenir un maximum de huit é chacune; – La 4 ième orbitale peut contenir un maximum de dix-huit électrons ;

4 Latome et le tableau périodique Anatomie dun atome – Illustre les atomes suivants en utilisant le modèle de Bohr Be P Ar – Complète la feuille dexercice « Les couches électroniques »

5 Les ions Formation des ions – Un ion est un atome qui a perdu ou gagné des électrons de valence. Cation: ion formé par un atome neutre qui perd ses électrons de valence. Il devient chargé positivement. Anion: ion formé lorsque un atome neutre gagne des électrons de valence. Il devient chargé négativement. Tous les ions formés possèdent la configuration électronique du gaz rare le plus près. Les atomes sont contents avec 8 électrons Tous les ions formés possèdent la configuration électronique du gaz rare le plus près. Les atomes sont contents avec 8 électrons

6 Les ions Les m é taux ont tendance à perdre leurs é lectrons de valence. Ce faisant ils poss è dent alors un surplus de protons et deviennent charg é s positivement. Les non-m é taux ont tendances à gagner des é lectrons de valence. Ce faisant ils poss è dent alors un surplus d é lectrons et deviennent charg é s n é gativement. R è gle de l octet : Un atome neutre perd ou gagne des é lectrons de valence pour avoir une configuration é lectronique compl è te (2 é, 8 é et 8 é ).

7 Les ions Dessin selon Bohr d un ion

8 Les ions (nom et formule) Cations (+) métauxAnions (-) Non-métaux Groupe 1Groupe 2Groupe 3Groupe 5Groupe 6Groupe 7 Ion Lithium Li + Ion B é ryllium Be +2 Nitrure N -3 Oxyde O -2 Fluorure F - Ion Sodium Na + Ion Magn é sium Mg +2 Ion Aluminium Al +3 Phosphure P -3 Sulfure S -2 Chlorure Cl - Ion Potassium K + Ion Calcium Ca +2 Ion Gallium Ga +3 Ars é niure As -3 S é l é niure Se -2 Bromure Br -

9 Les ions Équation ionique Ca -- Ca é (les é qui se trouvent à droite de la fl è che sont donn é s) F + 1 é -- F - (les é qui se trouvent à gauche de la fl è che sont gagn é s)

10 Les ions (diagramme de Lewis) On représente seulement les électrons de valence autour du symbole chimique (modèle qui aide à comprendre les liaisons chimiques

11 Les liaisons ioniques Les atomes se lient pour séchanger des électrons. Les métaux donnent leurs e - de valence aux non- métaux qui reçoivent les e - de valence. (arrachent) Se faisant, il se crée un cation et un anion quon place ensemble pour former un composé ionique (CI). Il existe 3 types de composés ioniques, toujours formés de métaux et de non-métaux donc de cations et danions. – Composés ioniques binaires, composés ioniques polyvalents et composés ioniques polyatomiques

12 Les composés ioniques binaires Formés de 1 cation (métal) et de 1 anion Méthodes pour former les composés ioniques: – À laide des équations ioniques Ex: Mg Mg é F + 1é F - Ex: Mg Mg é 2x ( F + 1é F - ) Mg + 2F MgF 2 Fluorure de magnésium Il faut que le total dé perdus soit égal au total des é gagnés Il faut que la somme des charges dans un ci soit nulle (0)

13 Les composés ioniques binaires Un peu de pratique… forme des composés de: – Lithium et soufre – Aluminium et azote – Calcium et brome – Oxygène et potassium – Néon et bérylium

14 Les composés ioniques binaires Formés de 1 cation et de 1 anion (2 = binaire) Méthodes pour former les composés ioniques: – À laide des diagrammes de Lewis Mg F F MgF 2 fluorure de magnésium Un peu de pratique: Be et O, Na et N, Cl et Al, K et Ar, P et Mg.

15 Les composés ioniques binaires Formés de 1 cation et de 1 anion (2 = binaire) Méthodes pour former les composés ioniques: – À laide du « chassé-croisé » Mg +2 F - MgF 2 Fluorure de magnésium Indice: Nombre placé après et légèrement sous un symbole chimique qui indique dans quelle proportion se combine chacun des éléments dun composé. Dans cette méthode la charge des ions deviennent les indices (on ne doit pas écrire les signes ni les indices 1)

16 Les composés ioniques polyvalents Formés de 1 cation et de 1 anion Dans ce cas le cation, peut porter des charges différentes selon les situations. – Ex:Le fer Fe +2 ou Fe +3 (voir feuille des ions polyvalents)

17 Les composés ioniques polyvalents Pour ces composés il existe deux systèmes de nomenclature… à apprendre! – Classique: Si le cation porte la plus petite charge quil peut adopter, on ajoute « eux » à la fin du nom de lélément. Ex: FeO se nomme: Oxyde ferreux – Si le cation porte la plus grande charge quil peut adopter, on ajoute « ique » à la fin du nom de lélément. Ex: Fe 2 O 3 se nomme: Oxyde ferrique

18 Les composés ioniques polyvalents Système stock: On met entre parenthèse après le nom du ci la charge portée par lion polyvalent en chiffre romain. Ex: FeO se nomme: Oxyde fer (II) Ex: Fe 2 O 3 se nomme: Oxyde fer (III) Ex: PbCl 2 se nomme: chlorure de plomb (II) Ex: PbO 2 se nomme: oxyde de plomb (IV) – Un peu de pratique: Étain (IV) avec Br, Cr(III) avec Azote, Vanadium (V) avec Se, Fer (II) avec Arsenic.

19 Les composés ioniques polyatomiques Pour ces composés les anions sont des composés formé de plusieurs éléments ensembles portant une charge poly ( poly veut dire plusieurs atomes). Vous avez un tableau vous indiquant le nom et la charge de chacun. – Lorsquon les nomme on prend les noms du tableau qui vous est fourni. – Pour écrire la formule chimique, on doit indiquer par une parenthèse le nombre dions polyatomiques requis afin que la charge ionique totale soit zéro. (N.B. si on a besoin dun seul ion polyatomique on omet les parenthèses) Ex: Mg(NO 3 ) 2 se nomme: nitrate de magnésium Ex: NaHCO 3 se nomme: hydrogénocarbonate de sodium

20 Les composés ioniques polyatomiques Un peu de pratique – Cyanure dAluminium – Carbonate de calcium – Peroxyde dhydrogène – Dichromate ferrique – Sulfite dantimoine (III) – Pb(IO 3 ) 4 – AlPO 4

21 Les composés moléculaires Ces composés sont généralement formés de non- métaux seulement. – Ces composés forment des liaisons covalentes. Il y a donc partage des électrons entre les atomes. – Puisquon ne peut se fier aux charges des ions pour savoir combien datomes forment les composés on doit le spécifier à laide des préfixes suivants:

22 Les composés moléculaires

23 Quelques exemples: NO monoxyde dazote, on omet toujours le deuxième mono NO 2 dioxyde dazote N 2 O 2 dioxyde de diazote N 2 O 3 trioxyde de diazote H 2 O monoxyde de dihydrogène (eau) CO monoxyde de carbone CO 2 dioxyde de carbone P 10 O 5 pentoxyde de décaphosphore

24 Les composés moléculaires À toi de jouer, nomme des composés moléculaires suivants ou donne la formule chimique: – Monoxyde de diazote – Tétraoxyde de diazote – Dioxyde de soufre – SO 3 – CCl 4 – P 4 O 10

25 Les composés moléculaires Pour écrire la formule des composés moléculaires on doit faire attention à lordre des symboles: – Généralement on place en premier lélément le plus à gauche dans la même période du tp ou le plus bas… – Lhydrogène et loxygène font parfois exception à cette règle…

26 Les composés moléculaires

27 – Certains éléments ne sont jamais seul. Ils se promènent toujours en groupe. – H 2, O 2, F 2 Cl 2, Br 2, I 2, N 2, P 4 et S 8. – Lorsquon les retrouve sous la forme délément ils sont toujours en paquet de 2 ou 4 ou 8. – Pensez au Clown HOFBrINCl

28 Comparaison entre CI et CM Caractéristiques des composés ioniques Caractéristiques des composés moléculaires Liaison ionique = échange des électrons de valences Liaison covalente = partage des électrons de valences Forme des cristaux car lattraction est forte entre les ions de charges opposés. Les forces dattractions dans les liaisons covalentes sont faibles. Ils ont un point de fusion relativement élevés Les composés moléculaires ont un point de fusion relativement faible. Ils conduisent lélectricité lorsquils sont en fusion ou dissous dans leau (CI forment des électrolytes) Les CM ne conduisent pas lélectricité sous nimporte quel état ou même dissous dans leau. À létat solide, les CI ne conduisent pas lélectricité

29 Les équations chimiques – Une équation chimique est une phrase chimique qui indique dans quelle proportion des réactifs se combinent pour former des produits suite à une réaction chimique. – La loi de la conservation de la masse de M. Lavoisier est toujours respectée: dans une réaction chimique la masse totale des réactifs est toujours égale à masse totale des produits. – Réactifs: substances qui subissent un changement chimique (à gauche dans une équation). – Produits: Substances qui résultent dun changement chimique (à droite dans une équation).

30 Écrire des équations chimiques Équation nominative:

31 Équation chimique balancée Équation chimique: H 2 + O 2 - H 2 O

32 Équation chimique balancée

33 Coefficient : nombre quon ajoute devant un composé et qui indique la proportion dans laquelle la réaction chimique à lieu. (conservation de la masse Lavoisier)

34 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de synthèse Les réactions de synthèse Deux ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (mariage) Deux ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (mariage) A + B AB A + B AB 2H 2 + O 2 2H 2 O 2H 2 + O 2 2H 2 O

35 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de décomposition Les réactions de décomposition – Un composé se dégrade en deux ou plusieurs composés ou éléments. – AB A + B – CaCO 3 CaO + CO 2

36 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de déplacement simple Les réactions de déplacement simple Lorsque un élément prend la place (déplace) un autre élément dun composé (échange de couples) Lorsque un élément prend la place (déplace) un autre élément dun composé (échange de couples) AB+ C A+BC A+BC AC+ B A+BC AC+ B Mg (s) + 2 HCl (aq) MgCl 2(aq) + H 2(g)

37 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de déplacement double Les réactions de déplacement double Lorsque les cations de deux différents composés échangent leur place et forment deux nouveaux composés (échange de couples ) Lorsque les cations de deux différents composés échangent leur place et forment deux nouveaux composés (échange de couples ) AB + CD AD+ CB Pb(NO 3 ) KI 2 KNO 3 + PbI 2

38 Exercices P et

39 Exercices Feuille de r é vision pp Feuille » chap. 3-comp. Ioniques » Manuel p.166 #1 à 4 Manuel p. 174 #3 à 4 Manuel pp # 1 à 19

40 Chapitre 6: les réactions chimiques

41 Partie A Lénergie dans les réactions chimiques

42 Réactions exothermiques Réactions exothermiques Dans ces réactions il y a un dégagement, une libération dénergie. Dans ces réactions il y a un dégagement, une libération dénergie. Lénergie des réactifs est supérieure à celle des produits. Lénergie des réactifs est supérieure à celle des produits. Ex: Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 + énergie Ex: Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 + énergie

43 Chapitre 6: les réactions chimiques Réactions endothermiques Réactions endothermiques Dans ces réactions il y a absorption dénergie. Dans ces réactions il y a absorption dénergie. Lénergie des réactifs est inférieure à celle des produits. Lénergie des réactifs est inférieure à celle des produits. Ex: 2NH 4 NO 3 + H 2 O + énergie (NH 4 ) 2 O + 2HNO 3 Ex: 2NH 4 NO 3 + H 2 O + énergie (NH 4 ) 2 O + 2HNO 3

44 Chapitre 6: les réactions chimiques Loi de la conservation de lénergie Loi de la conservation de lénergie Lénergie ne peut être produite ni détruite, on peut la transformer mais la quantité totale dénergie dun système demeure constante. Lénergie ne peut être produite ni détruite, on peut la transformer mais la quantité totale dénergie dun système demeure constante. Lénergie peut exister sous plusieurs formes: Lénergie peut exister sous plusieurs formes: Thermique (chaleur mouvement des particules) Thermique (chaleur mouvement des particules) Sonore (ondes) Sonore (ondes) Chimique (liaisons produit par les plantes utilisé par les animaux) Chimique (liaisons produit par les plantes utilisé par les animaux) Déformation (élastique) Déformation (élastique) Potentielle (gravitationnelle) Potentielle (gravitationnelle) Cinétique (de mouvement) Cinétique (de mouvement)

45 Chapitre 6: les réactions chimiques Loi de la conservation de lénergie Loi de la conservation de lénergie Donc selon cette loi la somme de tous les changements énergétiques des réactifs doit être égale à la somme des changements énergétiques des produits. Donc selon cette loi la somme de tous les changements énergétiques des réactifs doit être égale à la somme des changements énergétiques des produits. A + B + Énergie 1 C + D + Énergie 2 A + B + Énergie 1 C + D + Énergie 2 Énergie 1 + Énergie 2 = 0 Énergie 1 + Énergie 2 = 0 Donc il ny a pas eu de changement de quantité dénergie

46 Chapitre 6: les réactions chimiques Partie B Les catégories de réactions chimiques

47 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de synthèse Les réactions de synthèse Deux ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (mariage) Deux ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit (mariage) A + B AB A + B AB 2H 2 + O 2 2H 2 O 2H 2 + O 2 2H 2 O

48 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de décomposition Les réactions de décomposition – Un composé se dégrade en deux ou plusieurs composés ou éléments. – AB A + B – CaCO 3 CaO + CO 2

49 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de déplacement simple Les réactions de déplacement simple Lorsque un élément prend la place (déplace) un autre élément dun composé (échange de couples) Lorsque un élément prend la place (déplace) un autre élément dun composé (échange de couples) AB+ C A+BC A+BC AC+ B A+BC AC+ B Mg (s) + 2 HCl (aq) MgCl 2(aq) + H 2(g)

50 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de déplacement double Les réactions de déplacement double Lorsque les cations de deux différents composés échangent leur place et forment deux nouveaux composés (échange de couples ) Lorsque les cations de deux différents composés échangent leur place et forment deux nouveaux composés (échange de couples ) AB + CD AD+ CB Pb(NO 3 ) KI 2 KNO 3 + PbI 2

51 Chapitre 6: les réactions chimiques Les réactions de combustion Les réactions de combustion En présence doxygène un composé organique (molécule contenant du carbone et de lhydrogène) peut subir une combustion complète. En présence doxygène un composé organique (molécule contenant du carbone et de lhydrogène) peut subir une combustion complète. C 3 H 6 +O 2 CO 2 + H 2 O *** Sil ny a pas assez doxygène pour tout brûler alors la combustion est incomplète et sajoutent deux produits: le monoxyde de carbone (CO) et la suie (C)

52 La théorie de collision Les molécules sont toujours en mouvement, quand ils frappent un contre lautre avec assez dénergie et à la bonne angle il y a une réaction.

53 La théorie de collision Comment est-ce que ces facteurs vont influencer la réaction? Température? Concentration? Surface de contact? Remuement?

54 Les composés carbonés Hydrocarbure Sources: p é trole, gaz naturel (provient de mati è re organique enfouie soumise à un t° et une pression é norme)

55 Les acides et les bases Le volcan Poas (Costa Rica) culmine à 2708 mètres. Les eaux du lac, qui occupent le fond de son immense cratère principal, sont très acides et sulfureuses. © CNRS Photothèque

56 Les acides et les bases Quels produits utilisons-nous dans la vie courante et qui est un acide ou une base ? Quelles sont les caract é ristiques des acides et des bases ? Qu arrive-t-il lorsqu on m é lange un acide et une base ? Qu est-ce qu une é chelle de pH ?

57 Définitions Acide: compos é aigre au go û t qui produit des ions hydrog è ne, H + (aq) lorsqu il est dissous dans l eau Acide fort : acide qui se d é compose, s ionise compl è tement lorsqu il est m é lang é avec de l eau (ex: acide sulfurique, H 2 SO 4, fort % d ionisation) Acide faible: acide qui lorsque m é lang é dans l eau s ionise seulement partiellement (ex: acide ac é tique, CH 3 COOH, faible % d ionisation)

58 Définitions (suite) Base: compos é au go û t amer, ayant une texture glissante et qui produit des ions hydroxyde, OH - (aq) lorsqu il est dissous dans l eau. Base forte: Base qui s ionise compl è tement dans l eau (ex: hydroxyde de sodium, NaOH (aq), fort % d ionisation) Base Faible: Base qui s ionise partiellement lorsque dissous dans l eau (ex: ammoniaque, NH 3 (aq) faible % d ionisation)

59 Équation dionisation Ionisation: lorsqu un compos é ionique est dissous dans l eau il se dissocie en ses ions constitutifs. HCl (aq) --> H + (aq) + Cl - (aq) lorsque mis dans l eau (acide) NaOH (s) --> Na + (aq) + OH - (aq) lorsque mis dans l eau (base)

60 Propriétés des acides AcidesBases Goût surGoût amer Les AF brulent la peauLes BF brûlent la peau et une texture glissante Le papier tournesol bleu devient rouge. La phénolphtaléine est incolore (blanche) Le papier tournesol rouge de vient bleu. La phénolphtaléine est rose. Ils réagissent avec les métaux réactifs et forment de lhydrogène (g) Ils réagissent avec certains métaux(Al) et forment de lhydrogène (g) Lorsquils réagissent avec des carbonates ils produisent du CO2 (g) Aucune réaction Pas de réaction avec NH 4 ClProduisent du NH 3 (forte odeur) sils sont mis avec NH 4 Cl Des acides se forment à laide doxydes non-métalliques Des bases se forment à partir doxydes métalliques.

61 Échelle de pH pH = -log concentration en H + Pr é sence d hydrog è ne 0 à 6.9 acide 7 neutre 7.1 à 14 base

62 Échelle de pH et indicateur

63 Papier indicateur


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