les atomes, les ÉlÉments et les composÉs unité 2
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LES ATOMES, LES ÉLÉMENTS ET LES COMPOSÉS
Unité 2
La théorie atomique: une explication de la composition et des propriétés de la matière
Chapitre 1
L’étude de la matière
1-2
La matière
Tout ce qui a une masse et un volume
Il y a trois formes: solide, liquide et gaz
La matière – un résumé
Solides Liquides Gaz
Forme définie
Forme indéfinie
Forme indéfinie
Volume définie
Volume définie
Volume indéfinie
Particules rapprochées
Particules rapprochées
Particules distantes
Vibrent sur place
S’écoulent librement
Se déplacent au hasard
Les changements chimiques et physiques
Un changement chimique est un changement dans laquelle des substances recombinent pour former de nouvelles substances.
Un changement physique est un changement d’apparence. Il n y a pas de nouvelles substances créés.
Les propriétés physiques
Les caractéristiques observables ou mesurables de la matière.
Ils peuvent être qualitative (qu’on peut décrire mais pas mesurer) ou quantitative (qu’on peut mesurer).
Tableau 1.1 p 18
Les propriétés chimiques
Déterminent l’utilité d’une substance
Tableau 1.2 p 19
La théorie atomique
1-3
Les théories et les lois
décrit des événements, des relations ou des modèles observés de façon répétée
ne donne pas d’explication, seulement une description de ce qui se passe
tente d’expliquer des observations
les scientifiques proposent des théories et essayent de convaincre les autres qu’elles sont valides
elles peuvent changer avec des nouvelles découvertes
une loi une théorie
Les premières notions sur la matière
Empédocle pensait que la matière était formée de quatre éléments (la terre, l’air, l’eau et le feu) qui se trouvaient dans des proportions variées
Aristote était d’accord avec Empédocle
Démocrite pensait que la matière ne pouvait pas être indéfiniment divisée et qu’il existait une particule indivisible, atomos
L’élaboration de la théorie atomique moderne
John Dalton (1766-1844)
Il a étudié les gaz de l’atmosphère Il suggérait que les particules
rassemblaient à des petites sphères dures
Il disait que l’atome est la plus petit partie d’un élément
Il formulait la théorie atomique (p.26)
Joseph John Thomson (1856-1940)
Il a étudié les courants électriques dans des tubes cathodiques
Il a découvert que les courants électriques étaient faits des électrons et que chaque atome y contient
Il disait que les atomes se composaient de particules plus petites
Son modèle: une sphère (charge positive) dans laquelle les électrons (charge négative) sont dispersés
Figure 1.12, p.26
Ernest Rutherford (1871-1937)
Il était un étudiant de Thomson Il a découvert le noyau de l’atome Il a fait une expérience avec un faisceau
de particules alpha et une feuille d’or Dans son expérience quelques particules
alpha (charge positive) rebondissaient sur la feuille (le noyau - charge positive)
Il a aussi découvert le proton (charge positive) et le neutron (neutre)
Il était capable de faire ces expériences grâce aux nouvelles technologies
Niels Bohr (1885-1962)
Il était un étudiant de Rutherford Il a étudié les régions qui entourent
le noyau en faisant des expériencessur la lumière émise par des gaz
Il a découvert que les électrons se trouvaient dans des couches ou niveaux d’énergie
A l’intérieur de l’atome
L’atome est la plus petite particule d’un élément possédant toutes les propriétés de cet élément
Tous les atomes se composent des trois particules subatomiques: Le proton Le neutron L’électron
Feuille: La structure atomique
Les éléments: les ingrédients de base de la matière
Chapitre 2
Les éléments
2-1
Les symboles chimiques
Il existe plus de 115 éléments différents; 92 se trouvent dans la nature, les autres sont synthétiques
Les noms des éléments sont représentés par des symboles chimiques.
Les symboles chimiques sont les mêmes dans n’importe quelle langue
Ils sont formés d’une ou de deux lettres La première lettre est toujours une
majuscule; la deuxième une minuscule
Vous devez savoir les symboles chimiques suivantes:
H – Hydrogène N – Azote
Na – Sodium O – Oxygène
K – Potassium Ne – Néon
Mg – Magnésium He – Hélium
Ca - Calcium Cl – Chlore
Fe – Fer Si - Silicium
Ni – Nickel Au – Or
Cu – Cuivre Ag – Argent
Zn - Zinc Hg – Mercure
C - Carbone Pb - Plomb
Le tableau périodique et les propriétés chimiques
2-2
Le tableau périodique
Au 19e siècle les chimistes commençaient à classer les éléments
Le tableau qu’on utilise aujourd’hui est basé sur celui créé par Dimitri Mendeleïev
Mendeleïev a classé les éléments selon leurs propriétés et leurs caractéristiques chimiques.
Il a aussi laissé des espaces pour les éléments qui n’avaient pas été découverts
Le tableau contient, pour tout élément:
Le nom Le symbole chimique Le numéro atomique (# de
protons dans le noyau) La masse atomique (la masse
moyenne des atomes d’un élément)
Comprendre le tableau périodique Le numéro atomique est le nombre de
protons dans le noyau d’un atome. Il est aussi égale au nombre d’électrons présents dans un atome.
Exemple: Le numéro atomique de Soufre est 16. Alors, il y a 16 protons et 16 électrons dans un atome de soufre.
Pour calculer le nombre de neutrons on soustrait le numéro atomique du nombre de masse. Nombre de Neutrons = nombre de masse – numéro atomique
Exemple: La masse atomique de soufre est 32.1. Alors 32.1-16 = 16.1. Il y a 16.1 neutrons dans un atome de soufre.
Le tableau est divisé en:
Métaux (à gauche dans le tableau)
Non-métaux (à droite dans le tableau, sauf hydrogène)
Métalloïdes (l’escalier)
Propriétés des métaux
Lustre brillant Malléable et ductile Bon conducteur de chaleur Bon conducteur d’électricité
Propriétés des non-métaux
Pas très brillant Fragile et non ductile Mauvais conducteur de chaleur Mauvais conducteur d’électricité
Les métaux de transition
Ces éléments se trouvent au centre du tableau périodique
Ces éléments possèdent tous les propriétés des métaux
La différence est la disposition des électrons qui donne aux métaux de transition plus de propriétés chimiques et physiques
Le tableau est aussi divisé en:
1. Périodes, qui sont les lignes horizontales. Il y en a 7.
2. Familles chimiques, qui sont les lignes verticales. Il y en a 18.
Les familles chimiques
Les éléments dans des familles chimiques possèdent des propriétés et des chimiques similaires
Il y a 4 familles bien connus:1. Les métaux alcalins (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)2. Les métaux-alcalino-terreux (Be, Mg, Ca,
Sr, Ba, Ra)3. Les halogènes (F, Cl, Br, I, At)4. Les gaz rares (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)
Le tableau périodique et la théorie atomique
2-3
Le modèle de Bohr-Rutherford Ce modèle est nommé pour Niels Bohr et
Ernest Rutherford Montre le nombre d’électrons dans chaque
couche, ou niveau d’énergie, entourant le noyau
Le couche le plus proche du noyau peut contenir jusqu’à 2 électrons
Les deux couches suivantes peuvent contenir jusqu’à 8 électrons
La quatrième couche peut contenir un maximum de 18 électrons
Les électrons de la couche externe, appelés électrons de valence, ont une grande influence sur les propriétés d’un atome
La couche qui contient les électrons de valence est appelée la couche de valence
La plupart des éléments d’une même famille ont le même nombre d’électrons de valence
Le numéro de la période indique le nombre de couches
Les composés: une combinaison d’éléments
Chapitre 3
Les composés
3-1
Un composé est un substance pure qui est formé de deux ou plusieurs éléments différents
Les atomes sont reliés ensembles par des liaisons chimiques
Un composé peut être covalent ou ionique
Les composés covalents
Les atomes partagent des électrons
Forment entre des non-métaux
Exemple H2O
Les composés ioniques
Les atomes échangent des électrons
Forment entre des métaux et des non-métaux
Exemple NaCl
Les noms et les formules des composés simples
3-2
Les formules chimiques
Un formule chimique décrit le nombre et le type d’atomes qui se trouvent dans une molécule
Exemple:
CaCO3
Un atome de calcium Un atome de Trois
atomes carbone d’oxygène
Vous devez savoir les formules chimiques suivantes:
Formule Chimique Nom ChimiqueNaCl Chlorure de sodiumCaCO3 Carbonate de
calciumNa2SO4 Sulfate de sodium
NaOH Hydroxyde de sodiumC12H22O11 Glucose
CO2 Dioxyde de carbone
CH4 Méthane
H2O Eau
C3H8 Propane
Étapes pour écrire le nom d’un composé ionique
Nomme l’ion non métallique en ajoutant le suffixe ure a la racine du nom de l’élément. Écris oxyde s’il s’agit de l’oxygène.
Nomme l’ion métallique. Écris le nom du composé. Exemples p 82
Étapes pour écrire le nom d’un composé covalent
Nomme le second élément en y ajoutant le suffixe ure (oxygène devient oxyde).
Ajoute un préfixe a chaque élément pour indiquer le nombre d’atomes.
Nomme le premier élément. Écris le nom du composé. Exemples p 83
Les changements physiques et les changements chimiques
3-3
Les changements physiques
Les molécules peuvent changer de position ou changer leur mouvement mais elles restent intactes
Il n’y a pas de nouvelle substance formée
Exemples: des changements d’état (la fusion, l’évaporation etc.), la dissolution (mélanger du sel et de l’eau), couper un morceau de fromage
Les changements chimiques On les appelle des réactions
chimiques Les molécules sont changées
(séparées et recombinées pour former de nouvelles molécules)
Il y a la formation des nouvelles substances – mais tous les éléments sont conservés
Exemples: la combustion, la corrosion, le mûrissement d’une pomme
Il y a 5 signes qui montrent une changement chimique
1. Changement de couleur2. Production/absorption de
chaleur, de lumière ou de bruit3. Formation de bulles de gaz4. Formation d’un précipité5. Difficulté d’inverser le
processus