Chapitre 3: Des molécules pour comprendre.

I) Construction d'une modèlisation ● Définition d'un modèle : Représentation simplifiée de la réalité étudiée. Quelque soit son niveau de complexité, un bon modèle doit être aussi fidèle que possible à l'objet ou au système modélisé. ● Reprenons le modèle de la molécule vue au chapitre précédent. Modèle le plus simple possible : une bille de couleur différente pour différencier les molécules. Ex : ● Molécule de dioxygène : et diazote:

II) Les trois états de la matière, exemple de l'eau. (animation) 1) L’état gazeux est dispersé et désordonné : Les molécules, dans un gaz, sont dispersées et désordonnées. Elles ne sont pas liées entre elles. Elle sont très agitées.

2) L’état liquide est compact et désordonné. Les molécules, dans un liquide, sont rapprochées et désordonnées. Elles sont peu liées entre elles. Elles sont peu agitées. Filet d'eau que l'on laisse couler. Les molécules peuvent se lier faiblement. (billes aimantées par exemple)

3) L’état solide est compact ; les solides cristallins sont ordonnés. On ne peut déjà plus utiliser le modèle des billes simples. Il est impossible de tenir entre deux doigts une vingtaine de billes ensemble comme un glaçon. On doit ajouter la possibilité aux billes de s'attacher ensemble. Les molécules, dans un solide, sont rapprochées. Elles sont ordonnées s'il s'agit d'un solide cristallin. Elles sont très liées entre elles. Elles sont immobiles.

III) Comprendre les propriétés des états de la matière avec le modèle. 1) Corps pur et mélange. Corps pur : Un seul type de constituant Mélange : Au moins deux constituants.

2) Conservation de la masse ● Conservation de la masse lors d'un mélange ou d'un changement d'état. → Expériences à réaliser ? → A l'aide de la modélisation, expliquer la conservation de la masse lors d'un mélange ou d'un changement d'état. Conclusion La masse se conserve lors des mélanges en solutions aqueuses et des changements d’état de l’eau.

3) Compressibilité ● Compressibilité d'un gaz, d'un liquide, d'un solide. →Expériences à réaliser ? → A l'aide de la modélisation, expliquer les différences de compressibilité entre les trois états de la matière. Conclusion Un gaz est compressible, un liquide ou un solide n'est pas compressible.

IV) Limite du modèle ● Peut-on pointer des observations de la vie réelle, inexplicable par le modèle vu précédemment ? → Passage entre les différents états. → Mélange homogène, hétérogène. → Température d'ébullition et de solidification de l'eau.

Lorsque l’on analyse la courbe décrivant les points d’ébullition des substances similaires à l’eau, par exemple des molécules de soufre et de sélénium, on pourrait à première vue penser que l’eau commence à bouillir dès -50 °C environ. A ces températures, la vie aurait été impossible sur Terre (en tout cas sous cette forme). Il faut donc ajouter quelque chose au modèle pour le perfectionner. C'est ce que nous verrons dans les chapitres suivants.

Conclusion Dans ce chapitre, je dois : ● Savoir: – Un gaz est composé de molécules. – Les trois états de l’eau à travers la description moléculaire : ✗ l’état gazeux est dispersé et désordonné ; ✗ l’état liquide est compact et désordonné ; ✗ l’état solide est compact ; les solides cristallins sont ordonnés. – Les mélanges à travers la description moléculaire.

● Savoir faire: – Percevoir la différence entre réalité et simulation. – Argumenter en utilisant la notion de molécules pour interpréter : ✗ la compressibilité d’un gaz ; ✗ les différences entre corps purs et mélanges. – Argumenter en utilisant la notion de molécules pour interpréter : ✗ les différences entre les trois états physiques de l’eau ; ✗ la conservation de la masse lors des changements d’état de l’eau ; ✗ la non compressibilité de l’eau.

– Argumenter en utilisant la notion de molécules pour interpréter : ✗ la diffusion d’un gaz dans l’air ; ✗ la diffusion d’un soluté dans l’eau (sucre, colorant, dioxygène…). – Percevoir la différence entre réalité et simulation.