Chapitre 2: Molécules Atomes et ions

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Chapitre 2:

Molécules

Atomes et ions

(2)

Atome en classe de 4

^ème

Atome en classe de 3

^ème

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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 ?

-430avt JC

Démocrite (-460 / -370), philosophe grec.

La matière est composée de minuscules et invisibles particules qu’il nomme atomes.

(du grec atomos : indivisibles).

Empédocle et Aristote

(-384 -322) (-490  -435) , physiciens grecs.

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 18^ème siècle.

Une longue période s’écoule. La théorie

des 4 éléments règne !

Une longue période s’écoule. La théorie

des 4 éléments règne !

-350avt JC

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1808

1891

John Dalton (1766 - 1844), physicien anglais.

Il confirme la théorie de Démocrite par des expériences.

La matière est composée de particules indivisibles et massiques appelées atomes.

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.

Ernest Rutherford (1871-1937), physicien Anglais

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.

1911

Niels Bohr (1885/1960),

physicien Danois. ¹⁹¹³ Fonde un nouveau modèle basé sur celui de

Rutherford: les électrons ne peuvent que des orbites particulières

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

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L’atome

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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.

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

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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.

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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

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2/ Les ions, de nouvelles particules chargées électriquement

solution eau distillée eau salée eau sucrée Eau minérale

compositio n chimique

- molécules d’eau H₂O seulemen

t

- molécules d’eau H₂O

- ions chlorure Cl^- - ions sodium

Na⁺

- molécules d’eau H₂O - molécules

de glucose C₆H₁₂O₆

- molécules d’eau H₂O - pleins d’ions (H⁺, Na⁺, SO₄^2-, F^-, HCO₃^- , Ca²⁺,

Mg²⁺…)

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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

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Dissolution de NaCl

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solution eau distillée eau salée eau sucrée Eau minérale

compositio n chimique

- molécules d’eau H₂O seulemen

t

- molécules d’eau H₂O

- ions chlorure Cl^- - ions sodium

Na⁺

- molécules d’eau H₂O - molécules

de glucose C₆H₁₂O₆

- molécules d’eau H₂O - pleins d’ions (H⁺, Na⁺, SO₄^2-, F^-, HCO₃^- , Ca²⁺,

Mg²⁺…)

Solution Eau

sucrée Eau salée Eau minérale

Eau pure déminéralis

ée Eclat de la

lampe

Eteinte Allumée Très

Faiblement allumée

Eteinte

Intensité (en mA)

0,00 1,3 0,30 0,00

Conductrice

ou isolante ? Isolante Conductrice Faiblement

Conductrice Isolante

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• 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

CATION

ANION

Atome ou groupe d’atomes qui perdu des électrons.

K

+

Na

⁺

Ca

²⁺

Mg

²⁺

Atome ou groupe d’atomes qui a gagné des électrons.

HCO

₃^-

NO

₃^-

Cl

^-

F

^-

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Dissolution de NaCl

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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)  C₁₂H₂₂O_11(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 !!!

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Solutions aqueuses

Conductrices

Isolantes

IONIQUES

MOLECULAIRES

IONS +

Molécules d’eau

MOLECULES

+

Molécules d’eau

IONS = Chargés + ou –

Exemples: Fe²⁺ Fe³⁺ Zn²⁺

MOLECULES = Neutres électriquement

Exemple: sucre C₁₂ H₂₂ O₁₁ glucose C₆ H₁₂ O₆

DOC PREVENTION SANTE PEUR BLEUE

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Animation .jar

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Dissolution du chlorure de sodium

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Conduction dans les solutions

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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

perte de 1 e- 11

argent perte de 1 e- 46

perte de 1 e- 1

perte de 1 e- 18

18

chargés « + » cations chargés « - » anions

C/ Exemples d’ions

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Pa rtie ex erc ice s

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