Chapitre II-Structur- microscopique-de-la-matiere.pdf

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Thème : La matière – Chapitre II : Structure de la matière à l’échelle microscopique. – Amor Youssef -2013-2014 1

Chapitre II: Structure de la matière à l’échelle microscopique.

I. Atome et ion simple

1. Les atomes

1.1 Définition

Toute la matière qui nous entoure est constituée de particules microscopiques indivisib les quel’on appelle atomes.

1.2 Dimension

Si on suppose que l’atome est une sphère son diamètre est de l’ordre de 10-10m.

1.2 Charge de l’atome

Tous les atomes sont neutres.

1.3 Constituants de l’atome

Un atome est constitué d'un noyau chargé ………………….. autour duquel se déplace dans le vide un ouplusieurs électrons.

Remarque : Il existe différentes sortes d'atomes (114) qui composent tous les matériaux existants.

Activ ité 1 : Compléter le tableau suivant :

Nom de l’atome Charge du noyau Nombre d’électron

Hydrogène 1,6.10-19 C

Hélium 3,2.10-19 C

Carbone 6

Oxygène 8

1.4 Modélisation d’un l’atome

………………………..gravitentautour du noyau

Nuage électronique de l’atome d’hydrogène


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1.5 Symbole d’un l’atome

Les atomes sont représentés par des symboles :

Règle 1 : En général, la première lettre du nom écrite en majuscule.

Activ ité 2 : Donner le symbole des atomes suivants

Hydrogène ; Oxygène ; Carbone ; Soufre ; Fluor ; Bore ; Uranium ; Phosphore

Règle 2 : On rajoute parfois la deuxième ou la trois ième écrite en minuscule pour éviter lesconfusions.

Activ ité 3 : Donner le symbole des atomes suivants

Hélium ; Cuivre ; Calcium ; Chlore ; Brome ; Fer

Activ ité 4 : Certains atomes ont des symboles spéciaux

Sodium; Potassium; Or; Azote; Etain; Mercure

2. Les ions simples

Prérequis : Cocher la bonne réponse

o Un atome est formé uniquement d’électrono Un atome peut ne pas avoir d’électronso Un atome est constitué d'un noyau et d’un ou plusieurs électrons.o La charge d’un atome est nulleo Un atome peut perdre des électrons

Problème : On donne une partie de l’étiquette d’une eau minérale

Pourquoi les symbole des atomes sont surmontés par des chiffres et des signe (+) ou (-).

2.1 Formation des ions

En gagnant ou en perdant des électrons, les atomes se transforment en (particules chargées appelés) ions.

Cette perte n’affecte pas le noyau de l’atome, mais uniquement le cortège électronique.

Mon hypothèse


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Exemple d’ions simples.

a. Les atomes Cl, Br, I, F vont gagner un électron pour se transformer en ion

* Atome de chlore (Cl) à ion chlorure (Cl-)* Atome de brome (Br ) à ion ……………..………. (……………)* Atome d’iode (I) à ion ……………..………. (……………)

b. Les atomes Na, Li, vont perdre un électron pour se transformer en ion

* Atome de sodium (Na) à ion sodium (Na+)* Atome de lithium (Li) à ion ……………..………. (……………)

2.1 Définit ion

Un ion simple : un atome ayant perdu ou gagné un ou p lusieurs électron(s).Un cation : atome ayant perdu un ou p lusieurs électrons, il chargé positivement.Un anion : atome ayant gagné un ou plusieurs électrons, il chargé négativement.

Activ ité 4 : Vérifier l’hypothèse

Activ ité 5 : Compléter le tableau suivant

Atome Electron(s) ion

Nom symbole Perdu(s) gagné(s) Nom symbole Type

Hydrogène 1 anion

Chlore 1 cation

Zinc Zn 2

Fer (III) 3

Oxygène 2

Potassium 1

Soufre 2

Alumin ium 3

Calcium 2


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II. Molécule et ion polyatomique

1. Les molécules

1.1 Prérequis : Les atomesLes atomes sont modélisés conventionnellement par des sphères de couleur.

Nom de l’atome Carbone Hydrogène Oxygène Azote Chlore

Sphères de

couleur Symbole

Problème :De quoi sommes-nous fait ?

Notre corps est composé en partie de molécules inorganiques (ou minérales) et de molécules organiques.Parmi les molécules minérales : on trouve en majorité les molécules de l'eau (70%), mais également d’autremolécules, dont les principaux constituants sont :

C: carboneN: azoteO: oxygène

H: hydrogèneP: PhosphoreS: soufre

Ainsi toutes nos molécules sont faites à partir de ces 6 éléments qui sont par conséquent très abondantsdans notre corps.

Question : Comment sont fait les molécules ?

1.2- Etude de quelques molécules

Matériel :

Boite des modèles atomiques

Manipulation :

Construire les molécules, et compléter le tableau suivant :

Eclaté Compact

Mon hypothèse


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1.3 Définition : La molécule

Recopier et compléter le texte :

Une molécule est un assemblage de plusieurs _____________, électriquement ____________

1.4 Le symbole d ’une molécule.

On écrit les symboles des atomes qui constituent la molécule du corps. L'ordre dans lequel il convientd'écrire ces symboles est soumis à diverses conventions.On écrit en indice, après les symboles des atomes qui constituent la molécule du corps, le nombre d'atomesde chaque sorte. L'indice 1 ne s'écrit pas.

Activ ité 6 :

Encercler la bonne réponse.

L’écriture 3 Cl2 signifie :

1.5 Propriétés.

Atomici té d’une molécule est _________________________________________________

La molécule d’un corps pur composé est formée d’atome _______________________________

La molécule d’un corps pur simple est formée d’atome _________________________________

Activ ité 7 :

Encercler la bonne réponse

(eau) ( sucre) (l’ammoniac)

3H2O2 ; 6H3O ; 3 H2O ; 3H2o C6H12O6 ; 6C12HO6; 6C12H6O N4H12 ; 4NH3

Activ ité 8 :

Ecrire la formule de :

** 2 molécules contenant chacune 3 atomes d'oxygène** 1 molécule contenant 1 atome de fer et 3 atomes d'e chlore** 3 molécules contenant chacune 4 atomes de carbone 10 atomes d’hydrogène et 2 atomes

d'oxygène

3 atomes de Cl 6 atomes de Cl

2 molécules 3 molécules de Cl2


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1.6 Les molécules et les différents états.

Prérequis

La matière peut exister dans 3 états différents:_____________,_________________ou ___________

a. Les molécules dans un solide

A l'état solide les molécules sont très proches les unes des autres (presque entassées) et l'espace qu'ellesoccupe est faible: on dit qu'elles ont une disposition compacte.

Chaque molécule possède une place fixe: il s'agit d'une disposition ordonnée.

L'état solide est compact et ordonné

b. Les molécules dans un liquide

Les molécules sont toujours très proches les unes des autres et forment un ensemble compact. Par contreles molécules ne sont plus fixes, elles peuvent se déplacer en glissant les unes sur les autres et sontlégèrement agitées: elles sont organisées de manière désordonnée.

L'état liquide est compact et désordonné.

c. Les molécules dans un gaz

Les molécule sont relativement éloignées entre elles et forment un ensemble dispersé.Elle sont fortement agitées et se déplacent très rapidement de manière désordonnée.

L'état gazeux est dispersé et désordonné.

Schématisation des molécules d'unliquide:

(Les molécules sont représentées par destriangles)

Schématisation des molécules d'unsolide:

(Les molécules sont représentées par des triangles)

Schématisation des molécules d'un

gaz(Les molécules sont représentées par

des triangles)

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2. Les ions polyatomiques

2.1 Définition : Un ion polyatomique est groupement d'atomes qui a gagné ou perdu un plusieurs électrons.

Activ ité 9 : Encercler ou colorer les ions polyatomiques sur cette étiquette

Activ ité 10 :

Ecrire le symbole des ions polyatomiques suivants :

L'ion sulfate ……………. : un groupement formé d'un atome de soufre (S) 4 atomes d'oxygène (O) ayantgagné 2 électrons.

L'ion hydronium ……………. : un groupement formé de 3 atomes d’hydrogène (H) et 1atome d'oxygène (O)ayant perdu 1 électron.

L'ion ammonium ……………. : un groupement formé de 1 atome d’azote et 4atomes d'hydrogène ayantperdu 1 électron.

Activ ité 11 :

Compléter le tableau suivant :

ChargeEspèce Nom Symbole

en « e » en Coulomb

Chlorure d’hydrogène 0

Ion simple Ion calcium 2 e 3,6.10-19

Ion hydroxyde OH-

Néon Ne

ion fer III Fe3+

Ion permanganate MnO4-

Acide éthanoïque C2H4O2

ion carbonate CO32-

Na+

Ion simple Ion potassium


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Activ ité 12 :

Les ions sont nécessaires à notre organisme.

Les oligo-éléments, en très faibles quantités dans le corps humain, correspondent aux ionschrome, cobalt, cuivre, fluor, fer, iode, calcium... Leur rôle est essentiel pour maintenir l’équilibrede la santé.L’ion chrome, participe au maintien du métabolisme du glucose. L’ion cobalt est un composant de la

vitamine B12.L’ion cuivre participe au fonctionnement de nombreuses enzymes. Les effets des ions fluor sur les dents et les os sont connus. L’ion iodure contribue au fonctionnement normal de la glandethyroïde...

Questions

1. Citer les oligo-éléments dans le corps humain.2. a. Ecrire le symbole ders ions présents dans le premier paragraphe du texte. b. Dire s’il existe des ions polyatomiques dans cette liste. c. Classer ces ions en cations et anions.

3. Quels sont les effets de F-

sur le corps humain ?

Activ ité 13 :

Classer dans un tableau le molécules qui représentent des corps purs simples et les molécules quireprésentent des corps purs composés.

I2, H2, NaCl, O3, Fe2O3, H2O, Cl2,H2SO4, N2, AgNO3

Activ ité 13 :

Compléter le tableau en indiquant le nombre et le nom d’atomes correspondant à chaque molécule ou

ensemble de molécules.

H2S 2 atomes d’hydrogène (H) et 1 atome de soufre (S)

H2SO4

Cu(NO3)2

4 Cu(NO3)2

KMnO4

2 NH3

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