Chapitre 2: Molécules Atomes et ions

Atome en classe de 4ème Atome en classe de 3ème  

Une longue période s’écoule. La théorie des 4 éléments règne ! 1/ Rappels sur l’atome et la molécule A/ Activité 1 : Histoire de l’atome QUI ? + Date de naissance et de mort + nationalité QUAND ? QUOI ? La matière est composée de minuscules et invisibles particules qu’il nomme atomes. (du grec atomos : indivisibles). Démocrite (-460 / -370), philosophe grec. -430avt JC L'Univers est formé de quatre éléments: la terre, l'eau, l'air et le feu. Cette théorie des 4 éléments dure jusqu’à la fin du 18ème siècle. Empédocle et Aristote (-384 -322) (-490  -435) , physiciens grecs. -350avt JC Une longue période s’écoule. La théorie des 4 éléments règne !

Il confirme la théorie de Démocrite par des expériences. La matière est composée de particules indivisibles et massiques appelées atomes. John Dalton (1766 - 1844), physicien anglais. 1808 JJ. Thomson (1856 - 1940), physicien anglais Découvre l’électron, particule chargée négativement dans l’atome. Enonce la théorie du « Plum pudding ». Atome = brioche chargée positivement avec électrons chargés négativement. 1891 Il découvre le noyau de l’atome, chargé positivement. Il démontre que les électrons « gravitent » autour du noyau et qu’il existe du vide entre les électrons et le noyau Enonce sa théorie du modèle planétaire de l’atome. En 1916, il découvre le proton. Ernest Rutherford (1871-1937), physicien Anglais 1911 Niels Bohr (1885/1960), physicien Danois. Fonde un nouveau modèle basé sur celui de Rutherford: les électrons ne peuvent que des orbites particulières 1913 Erwin Schrödinger (1887/1961), physicien autrichien. Werner Heisenberg, (1901-1976), physicien allemand Nouvelle théorie : la mécanique quantique. L’atome est formé d’un noyau et d’un nuage d’ électrons. C’est un modèle probabiliste. 1925

L’atome

1/ Rappels sur l’atome et la molécule 1/ Rappels sur l’atome et la molécule A/ Activité 1 : Histoire de l’atome L’atome étant très petit, invisible à l’œil nu et ayant un comportement très complexe, les chercheurs ont ressenti le besoin de le modéliser. Un modèle est une représentation simplifiée de la réalité construite pour expliquer des phénomènes observables. Même si le modèle planétaire de Rutherford est faux, il est suffisant, au niveau collège. Il sera amélioré plus tard, quand vous aurez acquis des connaissances et un niveau mathématiques plus élevé. On retiendra : Un atome est constitué d’un noyau autour duquel bougent des électrons. Une molécule est un assemblage d’atomes

atome Molécule Pour se donner une idée du vide entre le noyau et les électrons : (voir CPS « voyage au cœur de la matière ») Le noyau d’un atome peut être représenté par un pois chiche au milieu d’un terrain de football. Si on supprimait l’espace entre les atomes, la Terre pourrait rentrer dans un cube de 100 m de côté.

D’où vient la différence entre tous les atomes D’où vient la différence entre tous les atomes ? C’est le nombre de ………………, de ………………. et d’…………………. Dans un atome, il y a donc ….. électrons, …… protons et……….. neutrons. protons neutrons électrons Z Z A-Z

La classification périodique des éléments chimiques

2/ Les ions, de nouvelles particules chargées électriquement solution eau distillée eau salée eau sucrée Eau minérale   composition chimique - molécules d’eau H2O seulement - ions chlorure Cl- - ions sodium Na+ - molécules de glucose C6H12O6 - molécules d’eau H2O - pleins d’ions (H+, Na+, SO42-, F-, HCO3- , Ca2+, Mg2+…)

Schéma du circuit électrique test 1/ Ce que je vais faire pour tester la conductivité des solutions Je vais réaliser un circuit électrique avec une DEL (ou petite lampe) + ampèremètre en série + fils de connexions + générateur + électrodes plongées dans les solutions afin de tester la conductivité. Si la DEL ou lampe s’allume, alors la solution est conductrice. Liste du matériel Schéma du circuit électrique test Fils électriques Electrodes Solutions à tester Lampe ampèremètre

Dissolution de NaCl

Eau pure déminéralisée Conductrice ou isolante ? solution eau distillée eau salée eau sucrée Eau minérale   composition chimique - molécules d’eau H2O seulement - ions chlorure Cl- - ions sodium Na+ - molécules de glucose C6H12O6 - molécules d’eau H2O - pleins d’ions (H+, Na+, SO42-, F-, HCO3- , Ca2+, Mg2+…) Solution Eau sucrée Eau salée Eau minérale Eau pure déminéralisée Eclat de la lampe Eteinte Allumée Très Faiblement allumée Intensité (en mA) 0,00 1,3 0,30 Conductrice ou isolante ? Isolante Conductrice Faiblement Conductrice

Définition : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Il existe 2 types d’ions : Ion positif (………………..) : Exemples :…………………………………………………… Ion négatif (………………..) : Exemples : ………………………………………………………………………… Atome ou groupe d’atomes ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons Atome ou groupe d’atomes qui perdu des électrons. CATION K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Atome ou groupe d’atomes qui a gagné des électrons. ANION HCO3- NO3- Cl- F-

Dissolution de NaCl

Formation d’un ion positif Formation d’un ion négatif L’atome de sodium, symbole Na, possède 11 charges positives (protons) et 11 électrons. Il perd un électron chargé négativement : il contient donc 11 charges positives et 10 charges négatives. Il devient donc Na+ pour signifier le déficit d’électrons. L’atome de chlore, symbole Cl, possède 17 charges positives (protons) et 17 électrons. Il gagne un électron chargé négativement : il contient donc 17 charges positives et 18 charges négatives. Il devient donc Cl- pour signifier l’excédent d’électrons.

Sinon, instabilité !!! Règle à retenir Il y a deux types de solutions : Des solutions moléculaires issues de la dissolution de cristaux moléculaires dans l’eau. Elles ne contiennent que des molécules. (Ex : eau sucrée, eau glucosée…) elles ne conduisent donc pas le courant électique. Elles sont issues d’une transformation physique (C12H22O11 (s)  C12H22O11(aq) Des solutions ioniques issues de la dissolution de cristaux ioniques dans l’eau. Elles contiennent des ions et des molécules d’eau (Ex : eau salée, solution de sulfate de fer …) elle conduisent le courant électrique. Elles sont issues d’une transformation chimiques (NaCl (s)  Na+(aq) + Cl–(aq)) Règle à retenir L’électroneutralité est toujours respectée. S’il se forme un ion positif, alors il se forme en même temps un ion négatif dans la solution. Sinon, instabilité !!!

IONIQUES IONS = Chargés + ou – Solutions aqueuses Conductrices MOLECULES = Neutres électriquement Exemple: sucre C12 H22 O11 glucose C6 H12 O6 IONS = Chargés + ou – Exemples: Fe2+ Fe3+ Zn2+   Solutions aqueuses Conductrices Isolantes IONS + Molécules d’eau IONIQUES MOLECULES + Molécules d’eau MOLECULAIRES DOC PREVENTION SANTE PEUR BLEUE

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Dissolution du chlorure de sodium

Conduction dans les solutions

C/ Exemples d’ions Fe3+ perte de 3 e- 23 fer (II) perte de 2 e- 24 Zn2+ perte de 2 e- 30 cuivre (II) perte de 2 e- 27 chargés « + »  cations perte de 1 e- 11 argent perte de 1 e- 46 perte de 1 e- 1 perte de 1 e- 18 18 chargés « - »  anions

Partie exercices