Les atomes, les éléments et les composés

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1 Les atomes, les éléments et les composés
Module 2 Les atomes, les éléments et les composés

2 Comprendre les propriétés des éléments et des composés
Chapitre 4 Comprendre les propriétés des éléments et des composés

3 La matière R.A. Je sais reconnaître des composés, des éléments, des substances pures, des solutions et des mélanges mécaniques .

4 Activité 1: Classification de la matière
Les mélanges Les mélanges mécaniques Les solutions Les substances pures Les éléments Les composés Compléter la fiche La classification de la matière.

5 Activité 2: Modéliser avec des trombones page 141 du manuel
Modéliser ces catégories avec des trombones colorés. Mélanges mécaniques Solutions Éléments Composés

6 Exercices P.148 #3,4,5 et 8

7 Résultat d’apprentissage
Je sais reconnaître des propriétés physiques quantitatives et qualitatives de la matière. Lecture p.150 et p.151 FR.4.3

8 Qu’est-ce que la matière?
Comment différencier différentes matières? Sur quoi dois-tu te baser pour identifier la matière?

9 La matière La matière est tout ce qui nous entoure, qui occupe un espace ou un volume et qui a une masse.

10 Les propriétés Il y en a deux sortes : - les propriétés physiques
Les propriétés permettent de faire un choix entre des objets ou des substances similaires. Il y en a deux sortes : - les propriétés physiques - les propriétés chimiques

11 Une propriété physique
- est un caractère ou une description qui permet de définir la matière. - est une caractéristique de la matière elle-même.

12 Des exemples de propriétés physiques
La couleur La texture L’odeur L’éclat La clarté Le goût - Exemple : la clé est de couleur grise, a une texture lisse, n’a pas d’odeur, a un éclat brillant, est opaque et n’a pas de goût. - Exemple : la réglisse est de couleur rouge, verte ou noire, a une texture lisse, une odeur de réglisse, un éclat cireux (comme si elle était couverte de cire), est opaque et a un goût sucré.

13 D’autres propriétés physiques
L’état de la matière La ductilité Le point de fusion La dureté La masse volumique Le point d’ébullition La viscosité La forme des cristaux La malléabilité La solubilité

14 Un solide a une forme et un volume qui ne change pas.
L’état de la matière L’état de la matière se définit toujours à la température de la pièce, soit à 20 oC. Solide Un solide a une forme et un volume qui ne change pas. Liquide Un liquide a une forme qui change selon le contenant dans lequel il se trouve et un volume qui ne change pas. Gazeux Un gaz a une forme et un volume qui change selon le contenant dans lequel il se trouve.

15 La dureté C’est la propriété d’un solide de ne pas se faire égratigner par un autre solide. Exemple : Le diamant peut égratigner le verre. Il est donc plus dur que le verre. Ajouter le Pop Audio et placer le mot diamant comme endroit où il se lit Savais-tu que l’on utilise des scies à diamant pour couper des matériaux aussi durs que l’acier? Évidemment, ces diamants n’ont pas la pureté de ceux utilisés pour faire des bijoux.

16 La malléabilité - Qui peut être pressé pour obtenir une feuille mince.
- Seuls les métaux sont malléables. Exemple : l’aluminium est malléable. - On l’utilise pour fabriquer du papier d’aluminium et du papier d’emballage. Une substance qui n’est pas malléable est cassable. - Exemple : le verre est cassable.

17 La ductilité - Qui peut être étiré en fils longs et minces.
- Seuls les métaux sont ductiles. Exemple : le cuivre est ductile. Les fils de cuivre sont utilisés dans la composition des fils électriques.

18 Le point de fusion La température à laquelle un solide devient liquide, c’est-à-dire la température à laquelle il fond. Exemple : la glace fond à 0 oC. Exemple : le fer fond à oC. Savais-tu que le tungstène, le métal qui sert à fabriquer les éléments d'une cuisinière ou les fils dans les ampoules électriques, fond à degré Celsius?

19 Le point d’ébullition La température à laquelle un liquide devient un gaz, c’est-à-dire la température à laquelle il bout. - Exemple : l’eau bout à 100 oC. - Exemple : le fer bout à oC.

20 La forme des cristaux Les métaux se trouvent souvent sous la forme de cristaux. La forme de ces cristaux peut nous aider à identifier la substance. Exemple : le sel de table a la forme d’un cube.

21 La solubilité + = Propriété d’une substance à se dissoudre dans
un solvant. - On appelle la substance qui est généralement en plus petite quantité le soluté. C’est ce qui est dissout! - On appelle la substance qui est généralement en plus grande quantité le solvant. C’est la substance qui dissout! - Lorsqu’une substance est dissoute dans le solvant, elle semble disparaître dans celui-ci. + =

22 Des exemples de solutions
- du sel dans l’eau - du café instantané dans l’eau du Koolaid dans l’eau - de l’air dans l’eau d’un aquarium - de l’huile (à moteur) dans l’essence

23 La viscosité - Capacité d’un liquide à couler, « épaisseur » d’un liquide. - Exemple : le sirop d’érable est plus épais que l’eau. - Exemple : le sirop de maïs est plus épais que le sirop d’érable. - Le sirop d’érable est donc plus visqueux que l’eau et le sirop de maïs est plus visqueux que le sirop d’érable et l’eau.

24 La masse volumique - Quantité de matière que l’on trouve dans un volume spécifique. - Elle s’exprime en kilogrammes par mètre cube (kg/m3) ou en grammes par centimètre cube (g/cm3). Exemple: la masse volumique de l’eau est de kg/m3 la masse volumique du fer est de 7 874 kg/m3 la masse volumique du plomb est de kg/m3 - On entend souvent dire que le plomb est plus lourd que le fer, mais on devrait plutôt dire que le plomb est plus dense que le fer.

25 Il y a deux catégories de propriétés physiques
1. Qualitative Utilise nos 5 sens. Exemples : couleur, odeur. 2. Quantitative Utilise des valeurs, donc une mesure. Exemples : 10 g, 32 ºC.

26 Une propriété chimique
Décrit ce qui se produit lorsqu’une substance au contact d’une autre substance. réagit - Suppose la formation d’une ou de plusieurs substances nouvelles à partir des substances originales. - Les deux propriétés chimiques les plus utilisées pour identifier la matière sont : - la combustibilité - la réaction avec un acide

27 La combustibilité Décrit ce qui se produit lorsque la substance est placée en présence d’oxygène. - Elle peut s’enflammer ou ne pas réagir. - Si elle s’enflamme, on dit qu’elle est combustible ou inflammable. - Si elle ne s’enflamme pas, on dit qu’elle est incombustible ou ininflammable. Exemple : l’essence est inflammable et explosive en présence d’une flamme. l’hélium (d’un ballon) est ininflammable en présence d’une flamme.

28 La réaction avec un acide
Certaines substances forment des bulles lorsqu’elles sont en contact avec de l’acide, d’autres ne font rien. Exemple : le magnésium utilisé dans la fabrication de certaines bicyclettes réagit au contact de l’acide en formant des bulles et en disparaissant. - Il ne faut donc pas laisser ces bicyclettes dehors; la pluie acide peut les endommager.

29 Activité 3: Les propriétés de la matière
Univers Énergie Tout ce qui a une masse Possède des propriétés Exemples

30 Propriétés physiques quantitatives vs qualitatives
Tu peux décrire une propriété physique qualitative sans prendre de mesure ex. couleur; odeur; état (solide, liquide ou gazeux);texture; lustre; malléabilité. (observation) Tu peux mesurer une propriété physique quantitative (ex. point de fusion; viscosité (mesurer par le taux d’écoulement);masse volumique (rapport masse d’une substance et le volume qu’elle occupe)

31 Correction du devoir. Vérifions tes connaissances: rio.ca/content/enforced/ I_SNC1P_abergeron_1617/mediatheque/oam /snc1p08_evcc1_2_1_2/index.html

32 Activité 4 volume Calcule la masse volumique de l’eau.
Défi: La masse volumique est la masse d’une substance (souvent donnée en gramme) divisée par son volume (en mL). Masse volumique = masse volume

33 Activité 5 Calcule la masse volumique d’un objet (ex. pièce de monnaie) Défi: La masse volumique est la masse d’une substance (souvent donnée en gramme) divisée par son volume (en mL). Masse volumique = masse volume

34 Activité 6: Quantitatif ou qualitatif ?
Viscosité L’état Conductivité Solubilité Texture Dureté Couleur Odeur Point d’ébullition Lustre Point de fusion Malléabilité Masse volumique

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36 ou sublimation Ex. givre sur le pare-brise Ex. glace sèche

37 Activité 7 Expérience sur la solubilité du sel. ( voir feuille de route et exemple de rapport de laboratoire) Question de recherche: Est-ce que la température de l’eau affecte la solubilité du chlorure de sodium ?

38 LES CHANGEMENTS DE LA MATIÈRE

39 LES CHANGEMENTS DE LA MATIÈRE
Il existe deux catégories de changements de la matière : Les changements physiques Les changements chimiques

40 LES CHANGEMENTS PHYSIQUES
Aucune nouvelle substance n’est formée. Les particules ne changent pas. Seule la forme ou l’état change. Le changement est réversible.

41 EXEMPLES DE CHANGEMENTS PHYSIQUES
La fonte de la glace : Les nouvelles propriétés sont temporaires. L’eau à l’état liquide peut facilement se transformer de nouveau en glace. L’eau au goût de chlore : Le goût est causé par le chlore dissous dans l’eau. Si on laisse reposer l’eau toute la nuit, elle perd son goût déplaisant car le chlore dissouts s’échappe. Les particules de chlore existent encore, mais elles sont dissoutes dans l’air.

42 LES CHANGEMENTS CHIMIQUES
Création d’au moins une nouvelle substance ayant de nouvelles propriétés. Difficile ou impossible d’inverser le changement.

43 EXEMPLES DE CHANGEMENTS CHIMIQUES
Brûler du papier : La fumée et la cendre ne peuvent être combinés pour reformer du papier. Le changement n’est pas réversible. Un ampoule électrique qui brille : Le filament de métal brûle lorsque l’électricité traverse le filament. De la lumière et de la chaleur sont dégagées. Le changement n’est pas réversible.

44 Les changements ci-dessous sont-ils physiques ou chimiques?
Du sucre qui se dissout dans l’eau. Si tu as dit physique, BRAVO! La décoloration d’un jean dans l’eau de Javel. Si tu as dit chimique, BRAVO! Une pile qui se décharge. Si tu as dit chimique, BRAVO! Une vinaigrette qui se sépare en huile et en vinaigre. Si tu as dit physique, BRAVO!

45 Cinq indices permettent de reconnaître un changement chimique :
La production de chaleur ou d’énergie : La bûche de bois qui brûle dégage de l’énergie. La production de lumière : Lorsqu’une substance comme le bois brûle, il  y a production de lumière. Formation d’un gaz : Lorsqu’il y a formation d’un gaz, une nouvelle substance est formée. Tu peux le voir lorsque la bûche brûle. Formation d’un précipité : Un précipité est un solide qui se dépose au fond du contenant. Il s’agit d’une nouvelle substance (p. ex., les cendres de ta bûche). Le changement de couleur : L’apparition d’une couleur sur un objet indique un changement chimique (p. ex., lorsque le cuivre devient vert au contact de l’air humide).

46 Activité 10 La chasse aux trésor dans le tableau périodique.

47 L’évolution du modèle atomique
atiereetchimie/modeleatomique/

48 La structure de l’atome
Un atome est la plus petite particule d’un élément qui a les propriétés de l’élément. Son noyau est formé de protons (+) et de neutrons. Autour du noyau, les électrons (-) gravitent sur des orbitales.

49 QU’EST-CE QUE C’EST UN PROTON?
Une particule qui possède une charge positive. Se trouve dans le noyau.

50 QU’EST-CE QUE C’EST UN NEUTRON?
Une particule neutre (non chargé) Se trouve dans le noyau.

51 QU’EST-CE QUE C’EST UN ÉLECTRON?
Une particule qui possède une charge négative. Se trouve en orbite autour du noyau.

52 Les éléments Un élément est formé d’une sorte d’atome et chaque élément se retrouve dans le tableau périodique. ex : hydrogène = H oxygène = O carbone = C fer = Fe Feuille sur l’atome.

53 Les particules subatomiques
Les particules subatomiques : Les particules plus petites qu’un atome. Particule subatomique Charge Masse Position Proton Positive Lourde Noyau Neutron Neutre Égale au proton Électron Négative Faible Nuage autour du noyau 99% de la masse de l’atome provient du noyau (protons et neutrons sont lourds) 1% de la masse provient des électrons (masse négligeable)

54 Charge positive totale Charge totale négative Charge nette de l’atome
Nombre de particules Élément # de protons Charge positive totale # d’électrons Charge totale négative Charge nette de l’atome Hydrogène 1 1+ 1- Oxygène 8 8+ 8- Magnésium 12 12+ 12- Cuivre 29 29+ 29- Uranium 92 92+ 92- Un atome est neutre lorsque sa charge négative est entièrement compensée par sa charge positive.

55 11 5 B La notation atomique Nombre de masse Numéro atomique
Symbole atomique

56 Vanadium 23 23 28 V Protons? Électrons? Neutrons? (51 – 23) 23
50,94 Protons? Électrons? Neutrons? (51 – 23) 23 28

57 Ruthenium 44 44 57 Ru Protons? Électrons? Neutrons? (101 – 44) 44
101,07 Protons? Électrons? Neutrons? (101 – 44) 44 44 57 Activité 5.4 page 189 de ton manuel

58 Le modèle de Bohr-Rutherford Résumé
Trace un cercle qui représente le noyau et indique le nombre de protons et de neutrons dans le noyau. Trace les couches d’électrons autour du noyau et place le bon nombre d’électrons sur chaque couche en s’assurant que la première couche ne contient pas plus que 2 e- et que les couches subséquentes contiennent 8 e- avant d’ajouter une nouvelle couche. 9 19 F 9p+ 10n0 Voir diaporama du modèle de Bohr

59 Comment lire le tableau périodique
Voir diaporama

60 Activité 11 Diagrammes de Bohr-Rutherford

61 Corrigé du devoir-Diagramme de Bohr-Rutherford

62 Le tableau périodique reetchimie/tableauperiodiquedeselements/

63 Tableau périodique (classe d’éléments)

64 Classe d’éléments dans le tableau périodique
Métal: Un élément généralement dur, lustré,malléable et ductible; bon conducteur de chaleur et d’électricité Non-métal: Un élément généralement non lustré, non malléable et non ductible; mauvais conducteur de chaleur et d’électricité Métalloïde: Un élément qui possède des propriétés des métaux et des non-métaux. Voir page 200 du manuel

65 Les familles et les périodes

66 Les familles (il y a 18 familles)
Correspondent aux colonnes. Sont numérotées en chiffres romains, de gauche à droite. Ont des propriétés chimiques semblables. Ont le même nombre d’électrons de valence. Les familles I, II, VII et VIII ont un nom, tandis que les autres familles sont nommées d’après le premier élément de la famille. Métaux alcalino-terreux Halogènes Gaz inertes Métaux alcalins

67 Famille I : métaux alcalins
ÉLÉMENTS : H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Métaux mous et légers Fondent facilement N’existent pas dans la nature Excellents conducteurs électriques Propriétés physiques Propriétés chimiques Très réactifs avec l’eau et l’air Peuvent causer des brûlures si on les touche

68 L’hydrogène : un cas particulier!
L’hydrogène, comme tu le sais, n’est pas un métal, mais un gaz. On le place pourtant dans la famille des métaux alcalins. POURQUOI? À une température extrêmement basse, l’hydrogène se solidifie et prend l’aspect d’un métal. mais surtout Il a un seul électron sur sa dernière couche électronique, comme les autres éléments de sa famille.

69 Famille II : les métaux alcalino-terreux
ÉLÉMENTS : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra Propriétés physiques Solides gris et métalliques Excellents conducteurs d’électricité Ce sont les métaux les plus durs Température de fusion élevée Propriétés chimiques Réagissent avec l’eau et l’air

70 Famille VII : les halogènes
ÉLÉMENTS : F, Cl, Br, I, At Propriétés physiques F et Cl sont gazeux, Br est liquide et I et At sont solides à la température ambiante (25 oC) Substances colorées Tous des non-métaux Mauvais conducteurs Ils sont très réactifs et toxiques Forment des sels avec la famille I Forment des acides avec l’hydrogène Propriétés chimiques

71 Les halogènes Utilisés dans les désinfectants (Cl) et afin de rendre les dents plus fortes (F).

72 Famille VIII : les gaz inertes
ÉLÉMENTS : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Appelés aussi les gaz nobles ou les gaz rares. Propriétés physiques Gazeux à la température ambiante Non conducteur Incolore Propriétés chimiques Absence totale de réactivité chimique Ne forment pas de composés

73 Les périodes Il y a sept périodes dans le tableau périodique.
La première période contient seulement 2 éléments. Les autres périodes en ont au moins 8. Le numéro de la période correspond au nombre de couches d’électrons que l’atome contient. Par exemple : Be : contient 2 couches électroniques Ar : contient 3 couches électroniques

74 Exercices à compléter Lecture de la page 204 de ton manuel
Réponds aux questions 1-8 de la page 206 de ton manuel.

75 La réactivité et les électrons du niveau d’énergie externe p. 208
Les atomes d’une même famille ont le même nombre d’électrons de valence dans leur niveau d’énergie externe. C'est la disposition des électrons de valence dans les atomes des éléments qui détermine la réactivité.

76 Stabilité d’un atome Un atome est le plus stable quand sa couche externe (couche de valence) est remplie.

77 Remplir les niveaux d’énergie externe d’un atome
Famille 17 : Les halogènes très réactifs; Ils gagnent un électron. Famille 18 : Les gaz inertes: non réactifs; Ils sont stables. Famille 1 : Les métaux alcalins sont très réactifs; Ils perdent un électron.

78 La réactivité et la taille d’un atome -dans une famille
La distance entre le centre du noyau et les électrons du niveau d’énergie externe déterminent la taille de l’atome. Quand tu descend dans une famille, les éléments qui occupent des niveaux d’énergie de plus en plus élevé. Plus le niveau d’énergie est élevé, plus la distance entre les électrons de valence et le noyau augmente, donc plus gros est l’atome. Plus un électron de valence est loin du noyau plus il se perd facilement. Il est donc plus réactif.

79 La réactivité et la taille d’un atome- dans une période
Dans une période ,la taille des atomes diminue de gauche à droite. Tous les atomes dans une période ont des électrons de valences dans le même niveau d’énergie. Les atomes n’ont pas la même taille, car l’attraction entre les électrons de valence et les protons du noyau augmente. Les électrons sont donc plus attirés vers le noyau et la taille de l’atome diminue. La réactivité des métaux, diminue donc aussi dans une période de gauche à droite..

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82 Vidéo- réactivité des métaux alcalins.
Répondre aux questions 1,2,3,5,6,7,8,9 et 10 de la page 211 de ton manuel pour le prochain cours.

83 Formation d’ions p.222 Lorsqu’un atome gagne ou perd un électron.
Ion : Un atome qui a plus ou moins d’électrons que son atome neutre, et possède donc une charge. Cation : Un atome qui a perdu un électron et possède une charge positive. Anion : Un atome qui a gagné un électron et possède une charge négative.

84 Liaison chimique: Un lien chimique entre deux atomes et qui maintient les atomes ensemble.
Liaison ionique: Une liaison chimique formée entre des ions qui ont des charges opposées. Composé ionique: Un composé formé d’ions qui ont des charges opposées. Généralement formés d’un métal et d’un non-métal.

85 Formation de composés ionique
Ion de sodium (cation) Ion de chlore (anion) 11 p+ 17 p+ 10 e- 18 e-

86 Lecture de la page Vérifie tes connaissances page 224 #1-4 Page 227 #6-8

87 Les propriétés des composés ioniques
Ils sont solides à température de la pièce. Ils forment des cristaux. Ont des point de fusion et d’ébullition très élevés. Ils sont solubles dans l’eau. Ils sont de bons conducteurs d’électricité. (fig. 6.9 page 227)

88 Évaluer les répercussion du sel de voirie.
Attente : C3. Expliquer l’incidence de l’extraction, de l’utilisation et du recyclage d’éléments et de composés sur la qualité de la vie et sur l’environnement. C3.2 Expliquer des effets économiques, sociaux et environnementaux de l’extraction, de l’utilisation ou du recyclage d’éléments ou de composés. Voir feuille de route

89 Les composés moléculaires
Composé moléculaire: Un composé qui se forme quand des atomes de deux ou plusieurs éléments partagent des électrons. Les atomes restent neutres. Liaison covalente: Une liaison chimique dans laquelle deux atomes partagent une ou plusieurs paires d’électrons.

90 Partager des électrons pour remplir les couches d’énergie externes p
Lien covalent Lien covalent Modèle de Bohr-Rutherford de l’eau

91 Nomenclature

92 Propriétés des composés covalent
Mauvais conducteurs d’électricité (isolant de fils électriques) Point de fusion et d’ébullition plus bas que celui des composés ioniques car il y a moins de forces d’attraction entre les molécules. Moins solubles que les composés ioniques

93 Vérifie tes connaissances
P. 237 #1-4

94 Activité Complète l’activité 6-5 dans le manuel page 246.