Chap C3 (livre p45) Des atomes aux ions 1

Partie A : Le modèle de l’atome Activité documentaire N°1 à coller. Partie A : Le modèle de l’atome à travers le temps Animation 1 Animation 2

Partie B : L’expérience décisive de RUTHERFORD Animation : http://www.educationnumeriquepourtous.com/new/ressources/Ressources/flash_resources/edu_2.swf Vidéo : http://www.dailymotion.com/video/x8xam3_l-experience-de-rutherford_tech

I- Le modèle de l’atome : 1°) La constitution de l’atome : noyau électron Partie de l’atome Cortège électronique Noyau Constituants Charge électrique électron proton neutron -e = -1,6 ∙ 10-19 C +e = +1,6 ∙ 10-19 C 0 C

On symbolise un noyau par l’écriture : 2°) Le symbole du noyau : On symbolise un noyau par l’écriture : Nom de l’atome Symbole du noyau Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d’électrons carbone 126C chlore 18 17 azote 7 14 cuivre 29 35

On symbolise un noyau par l’écriture : 2°) Le symbole du noyau : On symbolise un noyau par l’écriture : Nom de l’atome Symbole du noyau Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d’électrons carbone 126C 6 12 12-6=6 chlore 18 17 azote 7 14 cuivre 29 35

On symbolise un noyau par l’écriture : 2°) Le symbole du noyau : On symbolise un noyau par l’écriture : Nom de l’atome Symbole du noyau Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d’électrons carbone 126C 6 12 12-6=6 chlore 3517Cl 17 17+18=35 18 azote 7 14 cuivre 29 35

On symbolise un noyau par l’écriture : 2°) Le symbole du noyau : On symbolise un noyau par l’écriture : Nom de l’atome Symbole du noyau Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d’électrons carbone 126C 6 12 12-6=6 chlore 3517Cl 17 17+18=35 18 azote 147N 7 14 14-7=7 cuivre 29 35

On symbolise un noyau par l’écriture : 2°) Le symbole du noyau : On symbolise un noyau par l’écriture : Nom de l’atome Symbole du noyau Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d’électrons carbone 126C 6 12 12-6=6 chlore 3517Cl 17 17+18=35 18 azote 147N 7 14 14-7=7 cuivre 6429Cu 29 29+35=64 35

3°) La charge électrique de l’atome : Conclusion : L’atome est électriquement neutre car il possède autant de charges positives que de charges négatives. 4°) La masse d’un atome : Particule Électron Proton Neutron Masse me = 9,109 ∙ 10-31 kg mp = 1,672 ∙ 10-27 kg mn = 1,675 ∙ 10-27 kg Conclusion : La masse de l’atome est concentrée dans son noyau car un électron est 2000 fois plus léger qu’un nucléon. 5°) La structure lacunaire de l’atome : Animation Conclusion : L’atome est essentiellement constitué de vide, il a une structure lacunaire.

Répartition des isotopes dans la nature 6°) Isotopie!!! Des atomes frères : Nom de l’isotope Symbole du noyau Répartition des isotopes dans la nature Nombre de protons Nombre de neutrons carbone 12 126C 98,9% carbone 13 136C 1,1% carbone 14 146C traces

Répartition des isotopes dans la nature 6°) Isotopie!!! Des atomes frères : Nom de l’isotope Symbole du noyau Répartition des isotopes dans la nature Nombre de protons Nombre de neutrons carbone 12 126C 98,9% 6 12-6=6 carbone 13 136C 1,1% carbone 14 146C traces

Répartition des isotopes dans la nature 6°) Isotopie!!! Des atomes frères : Nom de l’isotope Symbole du noyau Répartition des isotopes dans la nature Nombre de protons Nombre de neutrons carbone 12 126C 98,9% 6 12-6=6 carbone 13 136C 1,1% 13-6=7 carbone 14 146C traces

Répartition des isotopes dans la nature 6°) Isotopie!!! Des atomes frères : Nom de l’isotope Symbole du noyau Répartition des isotopes dans la nature Nombre de protons Nombre de neutrons carbone 12 126C 98,9% 6 12-6=6 carbone 13 136C 1,1% 13-6=7 carbone 14 146C traces 14-6=8

Répartition des isotopes dans la nature 6°) Isotopie!!! Des atomes frères : Nom de l’isotope Symbole du noyau Répartition des isotopes dans la nature Nombre de protons Nombre de neutrons carbone 12 126C 98,9% 6 12-6=6 carbone 13 136C 1,1% 13-6=7 carbone 14 146C traces 14-6=8 Définition : Les isotopes sont des atomes qui ont le même nombre de protons mais un, nombre de neutrons donc de nucléons différent.

2n2 électrons au maximum par couche II- La structure électronique : 1°) La structure électronique des atomes : 2n2 électrons au maximum par couche  Détermine le nombre d’électrons que chaque couche peut contenir au maximum en précisant le calcul : n = 1  couche K : ..................... électrons au maximum n = 2  couche L : ..................... électrons au maximum n = 3  couche M : ..................... électrons au maximum

2n2 électrons au maximum par couche II- La structure électronique : 1°) La structure électronique des atomes : 2n2 électrons au maximum par couche  Détermine le nombre d’électrons que chaque couche peut contenir au maximum en précisant le calcul : n = 1  couche K : 2 x 12 = 2 électrons au maximum n = 2  couche L : ..................... électrons au maximum n = 3  couche M : ..................... électrons au maximum

2n2 électrons au maximum par couche II- La structure électronique : 1°) La structure électronique des atomes : 2n2 électrons au maximum par couche  Détermine le nombre d’électrons que chaque couche peut contenir au maximum en précisant le calcul : n = 1  couche K : 2 x 12 = 2 électrons au maximum n = 2  couche L : 2 x 22 = 8 électrons au maximum n = 3  couche M : ..................... électrons au maximum

2n2 électrons au maximum par couche II- La structure électronique : 1°) La structure électronique des atomes : 2n2 électrons au maximum par couche  Détermine le nombre d’électrons que chaque couche peut contenir au maximum en précisant le calcul : n = 1  couche K : 2 x 12 = 2 électrons au maximum n = 2  couche L : 2 x 22 = 8 électrons au maximum n = 3  couche M : 2 x 32 = 18 électrons au maximum

Structure électronique Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Oxygène O Z = 8 Aluminium Al Z = 13 Chlore Cl Z = 17

Structure électronique Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Oxygène O Z = 8 8 (K)2(L)6 Aluminium Al Z = 13 Chlore Cl Z = 17

Structure électronique Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Oxygène O Z = 8 8 (K)2(L)6 Aluminium Al Z = 13 13 (K)2(L)8(M)3 Chlore Cl Z = 17

Structure électronique Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Oxygène O Z = 8 8 (K)2(L)6 Aluminium Al Z = 13 13 (K)2(L)8(M)3 Chlore Cl Z = 17 17 (K)2(L)8(M)7

Structure électronique 2°) Représentation de la structure électronique d’une famille chimique : les gaz nobles. Il existe six gaz nobles à l’état naturel : hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon. Ils ont la propriété d’être très peu réactifs avec les autres atomes, ils sont dits « chimiquement stables ». Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Hélium He Z = 2 Néon Ne Z = 10 Argon Ar Z = 18

Structure électronique 2°) Représentation de la structure électronique d’une famille chimique : les gaz nobles. Il existe six gaz nobles à l’état naturel : hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon. Ils ont la propriété d’être très peu réactifs avec les autres atomes, ils sont dits « chimiquement stables ». Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Hélium He Z = 2 2 (K)2 Néon Ne Z = 10 Argon Ar Z = 18

Structure électronique 2°) Représentation de la structure électronique d’une famille chimique : les gaz nobles. Il existe six gaz nobles à l’état naturel : hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon. Ils ont la propriété d’être très peu réactifs avec les autres atomes, ils sont dits « chimiquement stables ». Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Hélium He Z = 2 2 (K)2 Néon Ne Z = 10 10 (K)2(L)8 Argon Ar Z = 18

Structure électronique 2°) Représentation de la structure électronique d’une famille chimique : les gaz nobles. Il existe six gaz nobles à l’état naturel : hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon. Ils ont la propriété d’être très peu réactifs avec les autres atomes, ils sont dits « chimiquement stables ». Atome Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Hélium He Z = 2 2 (K)2 Néon Ne Z = 10 10 (K)2(L)8 Argon Ar Z = 18 18 (K)2(L)8(M)8

Structure électronique 3°) Représentation de la structure électronique des atomes et de leurs ions associés : Définition d’un ion monoatomique :. Animation H Animation Cl Ion Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Ion oxyde O2- Ion aluminium Al3+ Ion chlorure Cl-

Structure électronique 3°) Représentation de la structure électronique des atomes et de leurs ions associés : Définition d’un ion monoatomique : Un ion monoatomique est un atome qui a gagné (anion, chargé négativement) ou perdu (cation, chargé positivement) un ou plusieurs électrons. Ion Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Ion oxyde O2- Ion aluminium Al3+ Ion chlorure Cl-

Structure électronique 3°) Représentation de la structure électronique des atomes et de leurs ions associés : Définition d’un ion monoatomique : Un ion monoatomique est un atome qui a gagné (anion, chargé négativement) ou perdu (cation, chargé positivement) un ou plusieurs électrons. Ion Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Ion oxyde O2- Z = 8 8+2=10 (K)2(L)8 Ion aluminium Al3+ Ion chlorure Cl-

Structure électronique 3°) Représentation de la structure électronique des atomes et de leurs ions associés : Définition d’un ion monoatomique : Un ion monoatomique est un atome qui a gagné (anion, chargé négativement) ou perdu (cation, chargé positivement) un ou plusieurs électrons. Ion Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Ion oxyde O2- Z = 8 8+2=10 (K)2(L)8 Ion aluminium Al3+ Z = 13 13-3=10 Ion chlorure Cl-

Structure électronique 3°) Représentation de la structure électronique des atomes et de leurs ions associés : Définition d’un ion monoatomique : Un ion monoatomique est un atome qui a gagné (anion, chargé négativement) ou perdu (cation, chargé positivement) un ou plusieurs électrons. Ion Numéro atomique Nombre d’électrons Structure électronique Ion oxyde O2- Z = 8 8+2=10 (K)2(L)8 Ion aluminium Al3+ Z = 13 13-3=10 Ion chlorure Cl- Z =17 17+1=18 (K)2(L)8(M)8

4°) Les règles du duet et de l’octet : Les atomes subissent des transformations chimiques en créant un ion monoatomique pour acquérir la structure électronique particulièrement stable de la couche externe du gaz noble le plus proche. Règle du duet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z < 4 (ou égal) évoluent de manière à saturer …………………………………………………. Ils acquièrent un "duet" d'électrons (2 e-). Règle de l'octet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z > 4 évoluent de manière à saturer …………………………………………………………………………. Ils acquièrent un "octet" d'électrons (8 e-).

4°) Les règles du duet et de l’octet : Les atomes subissent des transformations chimiques en créant un ion monoatomique pour acquérir la structure électronique particulièrement stable de la couche externe du gaz noble le plus proche. Règle du duet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z < 4 (ou égal) évoluent de manière à saturer la couche externe K. Ils acquièrent un "duet" d'électrons (2 e-). Règle de l'octet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z > 4 évoluent de manière à saturer …………………………………………………………………………. Ils acquièrent un "octet" d'électrons (8 e-).

4°) Les règles du duet et de l’octet : Les atomes subissent des transformations chimiques en créant un ion monoatomique pour acquérir la structure électronique particulièrement stable de la couche externe du gaz noble le plus proche. Règle du duet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z < 4 (ou égal) évoluent de manière à saturer la couche externe K. Ils acquièrent un "duet" d'électrons (2 e-). Règle de l'octet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z > 4 évoluent de manière à saturer la couche externe L ou avoir 8 électrons sur M. Ils acquièrent un "octet" d'électrons (8 e-).

Structure électronique Symbole de l’atome Numéro atomique Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na Z = 11 Li Z = 3 Mg Z = 12 H Z = 1

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 Li Mg H

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li Mg H

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li lithium (K)2(L)1 Mg H

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li lithium (K)2(L)1 duet (K)2 Li+ Mg H

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li lithium (K)2(L)1 duet (K)2 Li+ Mg magnésium (K)2(L)8(M)2 H

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li lithium (K)2(L)1 duet (K)2 Li+ Mg magnésium (K)2(L)8(M)2 Mg2+ H

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li lithium (K)2(L)1 duet (K)2 Li+ Mg magnésium (K)2(L)8(M)2 Mg2+ H hydrogène (K)1

Structure électronique Symbole de l’atome Nom de l’atome Structure électronique de l’atome Règle utilisée de l’ion associé Formule de l’ion Na sodium (K)2(L)8(M)1 octet (K)2(L)8 Na+ Li lithium (K)2(L)1 duet (K)2 Li+ Mg magnésium (K)2(L)8(M)2 Mg2+ H hydrogène (K)1 aucune (K)0 H+ H-

III- L’analyse chimique : 1°) Test d’identification des ions par réaction de précipitation :

a) Situation déclenchante : Activité démarche d’investigation a) Situation déclenchante : Les oligo-éléments sont parfois prescrits à faible dose par les médecins, ce sont des ions. Question : Comment peut-on identifier des ions ? 46

b) Formuler une hypothèse : Voici une discussion entre élèves formulant des hypothèses : Propose des hypothèses. 47

c) Expériences à réaliser : Complète le tableau en réalisant les tests décris. Place dans un tube à essai chacune des solutions à tester, puis verse à l’aide d’une pipette pasteur un des réactifs : la soude ou le nitrate d’argent.

Test à la soude Test au nitrate d’argent