La Chimie a Partir de Zero

La chimie partir dezro

Par moejul

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Licence Creative Commons 6 2.0Dernire mise jour le 26/11/2012

Sommaire 2Sommaire ........................................................................................................................................... 1Lire aussi ............................................................................................................................................ 3 La chimie partir de zro .................................................................................................................. 3Prrequis ........................................................................................................................................................................... 3Mthodes et objectifs ........................................................................................................................................................ 3Ce cours est ddi aux dbutants en chimie .................................................................................................................... 4Partie 1 : Les bases de la chimie ........................................................................................................ 4 chimie, qui es-tu vraiment ? .......................................................................................................................................... 4Comment tudier la chimie ? ...................................................................................................................................................................................... 4Qu'est-ce que la chimie ? ............................................................................................................................................................................................ 5 quoi a sert ? ........................................................................................................................................................................................................... 5Phnomne chimique ou physique ? .......................................................................................................................................................................... 6Exercices ..................................................................................................................................................................................................................... 8Atomes et molcules ......................................................................................................................................................... 9Un monde trs petit .....................................................................................................................................................................................................

10Les modles atomiques ............................................................................................................................................................................................ 10Le modle de Dalton ................................................................................................................................................................................................. 10Le modle de Thomson ............................................................................................................................................................................................. 11Le modle de Rutherford et de Chadwick ................................................................................................................................................................. 12Et aprs ? .................................................................................................................................................................................................................. 13Synthse ................................................................................................................................................................................................................... 13Exercices ...................................................................................................................................................................................................................

16Classons les lments ! .................................................................................................................................................. 16Le tableau priodique ................................................................................................................................................................................................ 16Prsentation du tableau ............................................................................................................................................................................................ 16Premires observations ............................................................................................................................................................................................ 17Premire lecture d'une case ...................................................................................................................................................................................... 18Remarques en vrac ................................................................................................................................................................................................... 18Priodique ? .............................................................................................................................................................................................................. 18Les groupes ............................................................................................................................................................................................................... 19Lanthanides et actinides ........................................................................................................................................................................................... 19lments mconnus .................................................................................................................................................................................................. 19Diffrence entre lment et atome ............................................................................................................................................................................ 19Exercices ................................................................................................................................................................................................................... 19Avant de commencer, rsumons ............................................................................................................................................................................... 19C'est parti ! ................................................................................................................................................................................................................

23La danse des lectrons ................................................................................................................................................... 23La valence, une affaire d'lectrons ............................................................................................................................................................................ 23Couches lectroniques .............................................................................................................................................................................................. 23Valence chimique ...................................................................................................................................................................................................... 25Notion d'ion ............................................................................................................................................................................................................... 25Les anions ................................................................................................................................................................................................................. 25Les cations ................................................................................................................................................................................................................ 26Petit exemple pratique : les ions dans l'eau .............................................................................................................................................................. 26Exercices ...................................................................................................................................................................................................................

29Les atomes se lient ! ....................................................................................................................................................... 29Les liaisons chimiques : comment a marche ? ....................................................................................................................................................... 29Principe de formation des liaisons ............................................................................................................................................................................ 29Reprsentation de Lewis ........................................................................................................................................................................................... 30Les diffrents types de liaisons ................................................................................................................................................................................. 30La liaison covalente ................................................................................................................................................................................................... 31La liaison ionique ...................................................................................................................................................................................................... 32Diffrence entre liaison covalente et liaison ionique ................................................................................................................................................. 32Quelques exemples .................................................................................................................................................................................................. 32La molcule d'eau ..................................................................................................................................................................................................... 32Plus compliqu : le phosphure de calcium ................................................................................................................................................................ 33Exercices ...................................................................................................................................................................................................................

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La chimie partir de zro

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Par moejul

Mise jour : 26/11/2012Difficult : Facile

La chimie, difficile ? Que nenni !Vous pensez que cette matire n'est pas faite pour vous ? Vous pensez que la chimie, c'est nul ? Eh bien lisez ce tutoriel, car toutle monde est capable de comprendre la chimie. Et quand on comprend, souvent on aime.

PrrequisPour lire ce cours, vous n'avez pas besoin de prrequis, car on va partir de zro. Mais vraiment de zro !

Mthodes et objectifsJe me suis fix deux objectifs principaux durant la rdaction de ce tutoriel. Premirement, j'aimerais rendre la chimie plusattrayante et donc je voudrais que ce cours puisse intresser tous les lecteurs, quel que soit leur ge et leurs ambitions. C'est--dire vous entre autres, qui lisez ces lignes. Deuximement, j'aimerais bien sr qu'aprs votre lecture, vous ayez assimil lesconnaissances de base de cette science.

Chaque chapitre de ce cours sera ponctu par des exercices rsolus et un QCM qui fera office d'interrogation. Vous remarquerezque certains chapitres sont des "examens". Non, ne prenez pas peur, prenez plutt a comme une opportunit pour tester vosconnaissances et de voir ce qui est mal assimil. Pour vous aider, chaque examen sera prcd d'une synthse rsumant toutesles nouvelles choses que vous aurez vues. Vous voyez, je fais vraiment tout pour vous aider.

Ce cours est ddi aux dbutants en chimieDans ce tutoriel, je vais volontairement omettre certains dtails afin de ne pas embrouiller les lecteurs ayant peu ou pas denotions en chimie. Certaines informations seront mme errones aux yeux de certains. Cela est volontaire. Vous comprendrez queje ne peux pas parler de notions plus complexes comme les orbitales molculaires ou les nombres quantiques au dbut d'un coursde chimie qui se veut facilement accessible aux dbutants.

Assez parl comme a, laissez-moi maintenant vous faire dcouvrir cet univers merveilleux qu'est la chimie. Allez, en route !

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Partie 1 : Les bases de la chimie

Comme promis, nous allons commencer partir de zro.Tout d'abord, nous partirons la dcouverte de la chimie : qu'est-ce que c'est ? Et quoi a sert ?Ensuite, dans les chapitres suivants, nous aborderons les notions de base de la chimie. Je pense que ce seront les chapitres lesplus difficiles assimiler, car les notions de molcule, d'atome et de liaison peuvent vous paratre abstraites et vous laisserperplexe si vous dbutez. Mais une fois ces concepts matriss, vous verrez comment on nomme les molcules, comment onreprsente des ractions chimiques... Tout ceci prendra un sens, et vous aurez un bagage suffisant pour pousser vosconnaissances plus loin. J'espre avoir russi vous motiver !

chimie, qui es-tu vraiment ?Vous pensiez vous lancer corps et me dans la chimie ? Vous pensiez que demain, vous ajouteriez un liquide rouge et fumant unautre liquide bleu plein de bulles pour crer un truc vert qui explose au contact de l'eau ? Eh bien non, dsol.

Je sais, je dis a de faon un peu cruelle, mais apprendre la chimie, a prend du temps. Bien que a soit une matire trs logique, ilfaut y aller doucement et beaucoup pratiquer, et vous tes encore loin de risquer de faire exploser votre laboratoire lors d'uneexprience comme dans les films.

Bref, avant toute chose, il me semble important de vous expliquer ce qu'est exactement la chimie, quoi a sert, et pourquoi c'estune science part entire. Vous verrez bientt que la chimie est prsente dans notre vie de tous les jours...

Comment tudier la chimie ?Pour tudier, qu'il s'agisse de chimie, de mathmatiques, ou de n'importe quelle autre matire, il faut raliser 3 tapes :

1. Comprendre ce qu'on lit. Oui, il arrive parfois de ne plus rien comprendre notre lecture. Et c'est handicapant car lachimie est une suite logique de concepts, donc si vous n'en comprenez pas un, vous ne comprendrez pas non plus ceuxd'aprs. Tout a pour dire que si vous ne comprenez pas quelque chose, il faut s'arrter et relire, poser des questions,jusqu' ce que tout soit clair !

2. Retenir les concepts importants. Quand on a compris, il faut retenir. Il y a des choses retenir par cur, et d'autres savoir expliquer ou refaire. Ne retenez donc pas forcment tout mot par mot ! Par exemple, la nomenclature est quelquechose connatre sur le bout des doigts, mais c'est loin d'tre le cas de la plupart des concepts abords. Dans ces cas-l,vous devrez juste tre capable d'expliquer les notions avec vos mots. Si vous pouvez faire a chaque fois, c'est quevous avez tout retenu.

3. Appliquer et pratiquer. Car il faut bien que tout cela serve quelque chose !C'est vraiment important : plus vous pratiquez, mieux vous retenez et plus vous comprenez. C'est d'ailleurs pour a que jeproposerai des exercices en fin de chaque chapitre.Par contre, je ne pourrai malheureusement pas vous faire manipuler les produits chimiques directement, mais j'essaierai devous proposer quelques applications manuelles faciles raliser chez vous.

Pendant la lecture de ce big-tuto, je vous conseille de repenser rgulirement ce que je viens de dire : comprendre, retenir,appliquer. C-R-A. C'est la clef de la russite.

Qu'est-ce que la chimie ?a peut paratre absurde de vous expliquer ce qu'est la chimie, mais il me semble que c'est un point qu'il faut claircir. Alors pouravoir une dfinition, rien de tel que le dictionnaire :

Citation : Le petit Larousse illustr, dition 2007Science qui tudie la constitution atomique et molculaire des corps, ainsi que leurs interactions.

Mouais... a vous fait peur aussi les dfinitions des dicos ?En tout cas, je souhaite vous expliquer a avec mes mots. La chimie est donc tout d'abord une science, tout comme la physiqueou la biologie. Cette science s'intresse la nature de la matire : la faon dont elle est constitue, comment elle ragit dans unmilieu donn, etc. Elle s'intresse donc aussi l'volution de cette matire si on la met en contact avec une autre. Par exemple, sivous voulez savoir pourquoi le fer rouille, vous pouvez le demander un chimiste, il pourra vous rpondre car il s'agit de l'tudede l'volution du fer dans un milieu donn (l'eau par exemple).

On peut parfois considrer la chimie comme de la cuisine. On associe plusieurs choses (les "ingrdients" s'appellent les

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ractifs), et on observe le rsultat final (les "plats cuisins" s'appellent les produits). Bon, j'avoue que c'est une image un peugrossire, mais je l'aime bien...

Ractif , produit et raction sont trois mots de vocabulaire importants qu'il vous faudra mmoriser.Et on ne rle pas l, j'vous ai vu ! Les ractifs donnent, aprs raction, des produits.

Voici un schma pour vous aider :

quoi a sert ? l'poque actuelle, la chimie est utile dans tellement de domaines que je ne pourrai pas tous vous les citer ( moins que vous nesouhaitiez y passer la nuit ?). Sachez que maintenant, la chimie est bien prsente dans notre vie quotidienne.

Le plastique en est un bon exemple : il est partout celui-l. Regardez votre tlcommande, votre chaine hi-fi, votre tlphone, oupeut-tre mme la chaise sur laquelle vous tes assis. C'est bourr de plastique ! Et d'o vient cette matire magique ? Deslaboratoires bien sr ! En tout cas, je n'ai pas encore vu de sacs en plastique pousser sur les arbres...

Mais ce n'est pas tout ! La chimie est prsente dans bien d'autres domaines. Par exemple :Mdecine et sant : fabrication de mdicaments, ...nergie et lectricit : piles lectriques, centrales nuclaires, ...Cosmtique : parfum, rouge lvres, maquillage, ...Agriculture : engrais, pesticides, ...Agroalimentaire : armes de synthse, ...Divers : colle, peinture, savon, ...Et mme dans votre corps : rien qu'en respirant, vous faites de la chimie !

Bref, la chimie est loin d'tre inutile et est prsente partout dans notre monde.Phnomne chimique ou physique ?

Maintenant, je vais vous apprendre un truc formidable... Attention... Suspense...Eh bien la chimie et la physique sont deux sciences diffrentes.

"Naaaaaaaaaan, c'est vraiiii ? "

Oui, c'est a, moquez-vous de moi !Si je vous dis a, c'est qu'il arrive rgulirement aux gens de confondre phnomnes chimiques et phnomnes physiques. Jevais m'assurer que ce soit bien clair pour vous.

Prenez un verre d'eau et versez-y du sirop de grenadine. Au final, dans votre verre, vous avez un mlange de grenadine et d'eau,n'est-ce pas ? Eh bien a, c'est un phnomne physique car il n'y a pas de raction et donc vous gardez les mmes constituants.Avant, on avait de l'eau et du sirop de grenadine et aprs, vous avez toujours de l'eau et de la grenadine, mais mlangs.Imaginons que la grenadine est constitue de boules rouges, et l'eau de boules bleues. Nous pourrions alors reprsenter lephnomne par ce schma :

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On garde bien les mmes constituants (boules bleues et rouges avant comme aprs), c'est donc un phnomne physique.

Autre exemple de phnomne physique : mettre de l'eau au conglateur pour faire des glaons. C'est un phnomne physique caril n'y a pas de raction, vous gardez les mmes constituants : avant, vous aviez de l'eau et aprs, c'est toujours de l'eau (mme sielle est solide). Ce phnomne est appel solidification.Je peux faire un schma galement, vous verrez que c'est un phnomne physique car on a de l'eau avant comme aprs, a nechange pas :

Maintenant, si vous enflammez une branche d'arbre (ne mettez pas le feu chez vous ou dans la fort voisine s'il vous plat ), ils'agit d'un phnomne chimique. C'est chimique car il y a une raction, c'est--dire que la nature des corps change. Avant, vousaviez du bois et aprs, vous avez du carbone (entre autres) : c'est le bois brl de couleur noire.Pour information, c'est grce l'oxygne de l'air que le bois brle et qu'il y a raction de combustion.Je remarque donc que je n'ai plus la mme chose avant qu'aprs :

Avant, il n'y a que des ronds marron (le bois). Aprs, il y a encore quelques ronds marron (du bois qui n'a pas brl), mais unenouvelle couleur fait son apparition : le noir (le carbone). Nous n'avons donc pas les mmes matires au dpart qu' l'arrive :c'est un phnomne chimique (on peut parler de raction chimique).

Autre exemple de phnomne chimique : plonger une craie dans du vinaigre. Vous verrez que la craie se fait "attaquer" par levinaigre, c'est une raction chimique. Vous ne pouvez pas le voir l'il nu, mais je vous garantis qu'aprs la raction, vous n'avezplus les mmes constituants qu'au dpart (la craie se transforme en calcium et en gaz).

Alors... Pas si simple de distinguer les deux phnomnes, hein ?

En rsum, voici ce qu'il faut retenir :Un phnomne est physique quand il n'y a pas de raction. C'est--dire quand on a les mmes composs audbut et la fin du phnomne.Un phnomne est chimique quand il y a une raction. C'est--dire quand on obtient au final des compossdiffrents de ceux de dpart.

ExercicesVoyons grce quelques exercices si vous avez bien compris ce que j'ai dit. Tous les exercices de ce chapitre sont rsolus etexpliqus, mais je vous conseille d'essayer de les faire par vous-mme avant de regarder la solution.Si vous vous trompez, ce n'est pas grave du moment que vous comprenez vos erreurs grce la correction. On apprendbeaucoup de ses erreurs.

Exercice 1 : Les phnomnes suivants sont-ils physiques ou chimiques ? Justifiez.



1. Casser un verreSecret (cliquez pour afficher)

Phnomne physique : nous avions du verre au dbut, et nous avons toujours du verre la fin (il est cass, mais c'esttoujours du verre). Nous gardons la mme matire, il n'y a pas de raction.

2. jecter l'eau d'une seringueSecret (cliquez pour afficher)

Phnomne physique : nous avons de l'eau au dbut et la fin (une fois dans la seringue, une fois dehors, mais areste de l'eau).

3. Digrer une pommeSecret (cliquez pour afficher)

Phnomne chimique : nous n'avons plus la mme matire avant et aprs. Avant, nous avions une pomme. Par contreaprs, nous avons entre autres ce qu'il y a au fond du WC.

4. Chauffer de l'eau pour qu'elle s'vaporeSecret (cliquez pour afficher)

Phnomne physique : nous gardons de l'eau tout au long de l'exprience. Ce qui change, c'est qu'elle tait liquide audpart, et qu'elle est sous forme de gaz (la vapeur) l'arrive. Mais a reste toujours de l'eau.

5. Mettre du sel dans de l'eauSecret (cliquez pour afficher)

Phnomne physique : au dpart, nous avions du sel et de l'eau. Aprs, nous avons de l'eau sale. Nous ne voyonsplus le sel, mais il est toujours l. Nous gardons donc les mmes constituants. C'est comme le mlange grenadine-eau,sauf qu'ici on met du sel plutt que du sirop de grenadine.

6. Fumer une cigaretteSecret (cliquez pour afficher)

Phnomne chimique : pour fumer, on doit allumer la cigarette, la faire brler. Rien que a, c'est dj chimique (commepour le bois qu'on brle). La cigarette se transforme en cendres et en fume. Retenez que quand il y a combustion(faire brler quelque chose), nous sommes toujours en prsence d'un phnomne chimique.

Exercice 2 : Vrai ou faux ?

1. Les produits ragissent pour donner des ractifs.Secret (cliquez pour afficher)

Faux. C'est l'inverse, ce sont les ractifs qui ragissent pour donner des produits. Retournez voir le schmacorrespondant s'il faut.

2. L'eau ragit avec le sel pour donner de l'eau sale.Secret (cliquez pour afficher)

Faux. L'eau ne ragit pas avec le sel, il s 'agit d'un phnomne physique. Il n'y a pas de raction.

3. Lorsque je mlange de l'eau avec de la grenadine, les ractifs sont l'eau et la grenadine.Secret (cliquez pour afficher)

Faux. Il n'y a pas de raction, car il s'agit d'un phnomne physique. On ne parle de ractifs et de produits quelorsqu'il y a une raction chimique.



Voil, fin des exos ! Est-ce que a s'est bien pass ? Je sais qu'il y avait de bien jolis piges. C'est fait exprs, je suis pluttsadique muahaha ! Si vous tes tomb dedans, je comprends parfaitement, mais retenez bien le principe pour ne plus fairel'erreur.

Nous allons maintenant passer au QCM, qui fera office d'interrogation. Si vous vous tes tromp dans les exercices prcdentsou que vous n'tes pas sr de vous, n'hsitez pas relire le cours avant de commencer le QCM.Allez, 20/20 hein ?Maintenant nous savons un peu mieux ce qu'est la chimie. Nous savons qu'elle est partout, et nous avons mme dj appris troismots de vocabulaire (ractifs, produits, raction).Nous avons aussi jou un jeu rigolo : diffrencier les phnomnes chimiques et physiques.

Il est temps de nous lancer dans les bases lmentaires de la chimie : les atomes et les molcules. Pour cela, rendez-vous auprochain chapitre !



Atomes et molculesVous avez certainement dj entendu parler des atomes et des molcules. Peut-tre mme savez-vous dj plus ou moins ce quec'est.

En tout cas, je peux vous dire que sans ces minuscules lments que sont les atomes et les molcules, nous ne serions pas grandchose ! Alors mettons-les l'honneur dans ce chapitre : plongeons dans la matire, au cur mme de celle-ci... Suivez le guide !

Je vous prviens, on va apprendre pas mal de choses d'un coup ! Et ce n'est pas forcment vident, alors lisez cechapitre votre aise, et relisez si vous n'tes pas sr d'avoir bien compris. Ce n'est pas une course !

Un monde trs petitVous tes-vous dj demand comment tait faite la matire ? Pourquoi est-ce qu'il y a du bois, du fer, de l'eau, et tant de chosesdiffrentes ?

Je vois que vous ne tenez plus en place, alors je ne vais pas vous faire patienter plus longtemps : la matire est constitue demolcules et d'atomes .

En fait, vous pouvez imaginer que tout ce qui vous entoure est fait de "petites boules" qui se tiennent la main. Bon, ok, uneboule n'a pas de mains, mais c'est pour illustrer.Ces petites boules qui se lient les unes aux autres, ce sont les fameuses molcules . Et elles sont trs trs trs trs (...)trs petites, donc arrtez de regarder votre chaise comme a, vous ne verrez pas ses molcules l'il nu.

Les molcules n'ont pas vraiment une forme de boule, c'tait juste une image pour me permettre de vous expliquer plusfacilement.

Et les atomes alors ? Eh bien figurez-vous qu'ils sont encore plus petits qu'une molcule car les molcules sont formes d'atomes.

Donc dans de l'eau (comme dans n'importe quelle autre chose), vous avez des molcules elles-mmes constitues d'atomes :

Donc en bref :On a une matire (l'eau, le bois,...).On zoome dessus et PAF a fait des chocapics : on voit les molcules .On zoome sur les molcules et l on voit les atomes . Nous remarquons deux "types" d'atomes diffrents : un qui s'appelleoxygne (reprsent en rouge) et deux autres identiques nomms hydrogne (reprsents en blanc).

L'hydrogne et l'oxygne sont tous les deux des atomes, mais ce sont deux atomes diffrents. Il y en a beaucoupd'autres, et a sera le sujet d'tude du chapitre suivant. Pour l'instant, voyons de plus prs quoi ressemble un atome.



Les modles atomiquesUn atome fait environ 0,0000000001 mtre, c'est dix millions de fois plus petit qu'un millimtre !

Tiens, et qu'est-ce qu'on peut voir lorsqu'on zoome sur un atome ?

Trs bonne question !Nous allons y rpondre en analysant trois modles atomiques, du plus ancien au plus rcent. Un modle, c'est quelque chosequ'on a imagin grce des expriences et l'observation de phnomnes, mais dont on n'a pas pu dmontrer l'exactitude.

Le modle de DaltonLe premier modle intressant pour la science moderne a t imagin par Dalton au dbut du XIX (= 19) me sicle et reprenait lesconcepts suivants :

La matire est compose de minuscules particules, appeles atomes et qui sont indivisibles (on ne peut pas les diviser,les "casser" ; ils restent entiers).Les atomes diffrents se distinguent par leur masse : chaque atome a une masse propre. Si un atome A a la mme massequ'un atome B, alors les atomes A et B sont identiques.Les atomes s'associent dans des rapports simples pour former des molcules constituant la matire. C'est--dire qu'on nepeut pas avoir 1/2 atome qui s'associe avec 3/4 d'un autre atome, car les atomes doivent rester entiers. Un atome peuts'associer avec 2, 3, 4 ou mme 100 autres, du moment que tous les atomes restent entiers.

Pour Dalton, l'atome est donc une sphre compacte et indivisible constituant les molcules.

Remarquez que par rapport ce que je vous ai expliqu au dbut de ce chapitre, Dalton ne nous apprend pas grand chose.

Le modle de ThomsonVers 1897, Thomson introduit des charges lectriques dans son modle atomique. Il ajoute des particules charges ngativementdans l'atome : les lectrons . Cependant, il considre que l'atome doit tre lectriquement neutre et envisage alors que le reste dela sphre est charg positivement.

Charge ngative ? Je ne comprends pas... Qu'est-ce que c'est ?

Vous connaissez les aimants ayant deux cts diffrents (appels ple nord et ple sud) ? Un ct est ngatif ( - ), et l'autre estpositif ( + ). Lorsque vous approchez deux aimants, ils peuvent s'attirer ou se repousser. Ils s'attirent si les cts des deuxaimants sont diffrents, sinon ils se repoussent. Eh bien c'est la mme chose pour les charges ngatives et positives : les +/+ etles -/- se repoussent, et les +/- s'attirent. Un petit schma pour vous aider comprendre :

En bref, l'atome qu'a imagin Thomson est une sphre charge positivement en lectricit dans laquelle sont parpilles desparticules de charge ngative : les lectrons.



Le modle de Rutherford et de ChadwickModle et exprience de Rutherford

En 1911, Rutherford fait une exprience qui va lui permettre d'imaginer son modle atomique. Il envoie des particules (alpha) surune fine feuille d'or, et observe grce un cran fluorescent les particules aprs leur passage au travers de la feuille d'or. Nousverrons plus tard quelle est la nature exacte de ces particules , mais il est inutile de s'en soucier pour le moment. Voici un schmade cette exprience :

Rutherford remarque que la plupart des particules sont peu ou pas dvies. Or, cette poque, on utilise le modle atomique deThomson, celui de la sphre compacte. Notre cher Rutherford doit utiliser un nouveau modle pour expliquer ce qu'il observe, carles particules ne peuvent pas passer au travers d'un atome imagin par Thomson, vu qu'il s'agit d'une sphre compacte. Sivous envoyez un rayon laser sur une boule de ptanque, la lumire de ce rayon ne traverse pas la boule, si ?

Rutherford imagine alors que l'atome est constitu d'lectrons tournant autour de protons . Les lectrons, nous les connaissonsdj : ce sont les particules de charge ngative utilises dans le modle de Thomson. Rien de nouveau jusque-l.Ce qui est nouveau, ce sont les protons. Ce sont des particules de charge positive, contrairement aux lectrons. Et pour rappel,nous avons vu que les charges positives et ngatives s'attirent. Donc si les protons sont entours d'lectrons, les lectronstournent autour des protons. C'est un peu comme la Lune qui tourne autour de la Terre : imaginez que nous sommes des protons,et la Lune un lectron.Nous avons donc un ensemble de protons entour d'lectrons.

Mais entre les deux, qu'y a-t-il au juste ?

Eh bien rien. Zro, nothing, nada, que dalle. Du vide ! Et c'est justement a qui permet d'expliquer les rsultats de l'exprience. Eneffet, lorsque les particules traversent le vide de l'atome, elles ne sont pas dvies.Allez, je vous illustre tout a, car a ne doit pas tre trs clair toutes ces nouvelles choses...



Notre modle de Rutherford est reprsent ici par un schma qui n'est pas l'chelle. En fait, il faut juste s'imaginer queles protons sont trs petits par rapport l'atome : ils occupent autant de place dans l'atome qu'une orange au milieud'un terrain de football !

Analysons ce schma. Avec l'atome de Thomson, les particules se heurtent un mur et ne peuvent pas passer. Par contre,l'atome de Rutherford explique les rsultats de l'exprience : seule une petite partie des rayons (numro 3 sur le dessin) estrflchie. Cependant, cela reste rare car comme je viens de vous le dire, les protons occupent trs peu de place au sein de l'atome.

L'autre partie (rayons 1 et 2) passe quant elle au travers de l'atome. Remarquez que le rayon 2 est lgrement dvi. Cela est dau fait qu'il passe prs des protons. Il faut savoir que les particules sont charges positivement (nous verrons d'ailleurs plustard quelle est leur nature). Les charges de mme signe se repoussent, donc les protons (qui sont chargs +) repoussent lesparticules (qui sont charges + aussi). Par consquent, les particules passant trop prs des protons sont lgrement dvies.Notez que les particules ne sont pas dvies par les lectrons car ils sont trop petits et trop lgers.

Chadwick ajoute les neutronsCourage, on a presque fini !J'ai juste encore une particule vous faire dcouvrir : le neutron.Le neutron a t dcouvert par Chadwick en 1932 (oui je sais, on s'en moque des dates, mais a fait classe ). Il s'agit d'uneparticule lectriquement neutre. C'est--dire sans charge : elle n'est ni positive, ni ngative, c'est pour a qu'on l'appelle neutron.

Les neutrons sont situs avec les protons au cur de l'atome. Neutrons et protons s'associent donc pour former ce qu'on appellele noyau de l'atome. On dit aussi que le noyau est form de nuclons (les protons et les neutrons).

Au final, et c'est ce modle atomique que nous utiliserons pour l'instant, l'atome est constitu d'un noyau form de nuclons(protons et neutrons), ainsi que d'lectrons qui gravitent autour de ce noyau.

Retenez aussi qu'on peut noter les lectrons e- (- car charge ngative), les protons p+ (+ car charge positive) et les neutrons n0(zro car pas de charge).

Et aprs ?Le modle de Rutherford-Chadwick ne permet pas d'expliquer totalement le fonctionnement de certains phnomnes. C'estpourquoi les scientifiques ont mis de nouvelles hypothses quant la constitution de l'atome. Une thorie s'est finalementimpose et est trs utilise aujourd'hui : la mcanique quantique.



Dans cette thorie, le nombre et la place des nuclons (protons et neutrons) restent inchangs, ainsi que le nombre d'lectrons.Par contre, les lectrons ne sont plus considrs comme des particules ponctuelles gravitant autour du noyau comme uneplante le fait autour de son toile. Et croyez-moi, je peux vous assurer que a a beaucoup de consquences !

La mcanique quantique tant une thorie complexe, j'utiliserai le modle de Rutherford-Chadwick dans ce cours. Celui-ci tantbeaucoup plus simple, il vous permettra une meilleure visualisation des choses. Cependant, pour les plus curieux d'entre vous,une introduction la mcanique quantique sera quand mme faite au tout dernier chapitre du cours.

SynthseRegardez ce schma et vrifiez que vous le comprenez.

Si vous comprenez ce schma, alors vous avez compris l'essentiel de ce que je voulais vous apprendre dans ce chapitre.

Quelques explications pour ceux qui en ont besoin. Nous allons analyser l'illustration en partant du plus grand, la matire elle-mme ( gauche) jusqu'au plus petit, l'atome ( droite).

A : Nous avons de l'eau.B : L'eau est constitue de molcules .C : Les molcules d'eau sont constitues d'atomes diffrents : un atome d'oxygne (en rouge) et 2 d'hydrogne (en blanc).D : On voit que l'atome d'oxygne (rouge) est constitu de protons et de neutrons formant le noyau, et d'lectrons gravitantautour du noyau.E : L'atome d'hydrogne (blanc), lui, est diffrent de celui d'oxygne (rouge). Il est constitu d'un seul proton et d'un seullectron. Il ne contient pas de neutron.

Ne croyez pas qu'un atome possde une couleur dfinie. J'utilise des couleurs diffrentes uniquement pour lesreprsenter et pouvoir vous expliquer plus simplement.Retenez que les atomes diffrent par leur nombre de protons, de neutrons et d'lectrons .

Molcule, atome, lectron, proton et neutron seront des mots utiliss rgulirement dans la suite du cours, alors il fautabsolument que vous sachiez ce que c'est. Faites particulirement attention ne pas confondre atome et molcule : unemolcule est constitue d'atomes, et ce n'est pas le contraire !

ExercicesExercice 1 : Vrai ou faux ?

1. La molcule est constitue d'atomes.



Secret (cliquez pour afficher)Vrai. J'espre que vous n'avez pas dit que c'tait faux, sinon c'est que vous n'avez vraiment pas bien compris le dbutde ce chapitre et il faut le relire.

2. Un atome est constitue d'un noyau et d'lectrons.Secret (cliquez pour afficher)

Vrai. Le noyau est l'ensemble des protons et des neutrons. Les lectrons tournent autour du noyau, et le tout formel'atome.

3. Les protons et les lectrons s'attirent.Secret (cliquez pour afficher)

Vrai. Les particules de charges opposes s'attirent, celles de mme charge se repoussent. Les lectrons et les protonssont de charge oppose (lectron ngatif, proton positif).

4. Les neutrons sont de charge positive.Secret (cliquez pour afficher)

Faux. Les neutrons n'ont pas de charge. Les particules de charge positive sont les protons, celles de charge ngativesont les lectrons.

5. Le noyau d'un atome est constitu de nuclons.Secret (cliquez pour afficher)

Vrai. Nuclon est le nom qu'on donne aux lments du noyau : protons et neutrons.

Exercice 2 :Dessinez deux molcules de sel en respectant ces conditions :

Une molcule de sel est constitue de deux atomes diffrents qu'on nomme sodium et chlore.Coloriez l(es) atome(s) de sodium en violet et l(es) atome(s) de chlore en vert.Un atome de sodium est environ deux fois plus grand qu'un atome de chlore.

Secret (cliquez pour afficher)

Notez que les deux molcules dessines ci-dessus sont identiques bien qu'elles soient orientes diffremment.

Exercice 3 :Sachant que :

un atome d'oxygne est constitu de 8 protons, 8 neutrons et 8 lectrons ;un atome de lithium est constitu de 3 protons, 4 neutrons et 3 lectrons ;une molcule d'oxyde de lithium possde 3 atomes : 2 de lithium et un d'oxygne.

Combien y a-t-il de protons, de neutrons, et d'lectrons dans 5 molcules d'oxyde de lithium ?



Secret (cliquez pour afficher)70 protons, 80 neutrons et 70 lectrons.

Dans une molcule d'oxyde de lithium, nous avons 2 atomes de lithium et un atome d'oxygne. Un atome de lithium contient 3protons, et un atome d'oxygne en contient 8. Pour une molcule, nous avons donc 23 + 18 = 14 protons (le 23 vient de"deux atomes de lithium composs de 3 protons chacun", et le 18 vient de "un atome d'oxygne compos de 8 protons").Pour 5 molcules, nous avons donc 145 = 70 protons.

En faisant la mme chose pour les neutrons, nous avons : 24 + 18 = 16 neutrons pour une molcule (le 24 vient de "deuxatomes de lithium composs de 4 neutrons chacun", et le 18 vient de "un atome d'oxygne compos de 8 neutrons"). Donc165 = 80 neutrons pour 5 molcules.

Et pour les lectrons, nous avons 23 + 18 = 14 lectrons par molcule. Donc 145 = 70 lectrons pour 5 molcules.

Ouf ! Ce chapitre n'tait pas forcment facile, et tait bourr de thorie !

Mais il est ultra-important. Je me rpte, je sais, mais si vous n'avez pas compris, il faut absolument relire ce chapitre.

Maintenant que vous savez ce que sont les protons, les neutrons et les lectrons, pouvez-vous me dire combien il y en a dansun atome de carbone ? Non ? C'est normal, ces informations se trouvent dans ce qu'on appelle le tableau priodique.Et a tombe bien, car le prochain chapitre va justement nous apprendre lire dans un tel tableau. La dcouverte des bases de lachimie continue !



Classons les lments !Maintenant que vous savez ce qu'est un atome, vous allez voir qu'il en existe une centaine. Tous diffrents, ils constituent toutce qui nous entoure. Une centaine d'atomes, c'est peu, mais beaucoup en mme temps.

C'est peu, parce que tout ce que vous voyez n'est fait "que" de cette centaine d'atomes, alors qu'on pourrait s'attendre en avoirdes milliers voire des millions... Et encore, certains atomes sont trs rares sur Terre voire inexistants !

Et une centaine, c'est beaucoup, car pour savoir quel atome peut s'associer avec un autre ou pour connatre leurs proprits,vous vous doutez que c'est vraiment la galre ! Du moins, a l'tait jusqu' ce qu'un certain Dmitri Mendeleev classe tous cesatomes dans un tableau priodique des lments . Fameux boulot !

Le tableau priodiquePrsentation du tableau

Vous l'aurez compris, le tableau priodique est un peu magique car non seulement il regroupe les atomes connus, mais en plus illes classe et nous donne des proprits et informations intressantes pour chacun d'eux.

Voici ce fameux tableau priodique :

Cliquez pour agrandir

Je vous invite le tlcharger et l'imprimer, ce tableau priodique tant libre de droit vu que je l'ai fait moi-mme (et rien quepour vous ! ).Vous verrez qu' partir de maintenant, vous aurez toujours besoin de ce tableau... C'est un compagnon indispensable en chimie,et il faut savoir l'utiliser !

Vous pouvez bien videmment utiliser n'importe quel tableau priodique. Cependant, je baserai ce tutoriel sur celui queje vous propose ci-dessus.Il se peut que certaines choses diffrent (votre tableau priodique est peut-tre moins complet, respecte une autreprsentation ou une autre lgende), mais les informations contenues dans un tableau sont correctes quel que soit celuique vous utilisez. Le plus important est d'tre capable de trouver et d'utiliser ces informations .

Premires observationsVue d'ensemble

premire vue, a vous parait compltement indigeste comme truc, non ? Je vous comprends : il y a plein de couleurs, de lettres,de nombres... Waw !

Allez, calmons-nous et regardons ce tableau dans son ensemble.

Comme tout tableau, nous remarquons qu'il est constitu de cases. Et en y regardant de plus prs, on se rend compte qu'ellessont numrotes (en haut gauche de chaque case) de 1 118. Tiens donc, serait-ce a la centaine d'atomes ? Eh bien oui,



chaque case concerne un atome.

La lgendeOn remarque aussi que chaque case respecte plus ou moins le mme schma : chaque case contient plusieurs nombres et un"mot" d'une, deux ou trois lettres. Mais qu'est-ce que tout cela signifie ?

Pour le savoir, il faut jeter un coup d'il dans la lgende situe sous le titre du tableau. Elle nous indique par exemple que leslettres reprsentent le symbole atomique. Et le nombre rouge de chaque case ? On retourne dans la lgende qui nous informequ'il s'agit de l'lectrongativit.

Nous verrons plus tard la signification de chaque chose, ne vous en faites pas. Ce qui est important pour le moment, c'est quevous sachiez vous servir de la lgende.

Des liens entre les casesEn continuant notre observation, nous remarquons que les cases qui se ctoient ont beaucoup de points communs. En neregardant par exemple que la couleur de fond, on remarque que le tableau est divis en parties : les non-mtaux (en fond bleu)sont regroups droite du tableau, sans tenir compte de l'hydrogne qui fait exception ; les mtaux (fond rose) occupent la partiegauche du tableau ; etc.Autre exemple : les nombres verts situs droite de chaque case ne varient que trs peu compar ces mmes nombres situsdans les cases voisines.

On peut encore trouver beaucoup de similitudes de la sorte, c'est justement a qui fait la richesse du tableau priodique.D'ailleurs, vous en verrez normalement apparatre de plus en plus au fur et mesure de votre lecture du cours... Et vous vousdirez : "Waaaaw, la chimie, que c'est beau !". Si, si !

Premire lecture d'une caseTrve de bavardages, voyons plutt le ct pratique du tableau priodique : quoi va-t-il nous servir au juste ?Comme je l'ai dit prcdemment, il nous donne des informations sur chaque atome. Prenons par exemple la case n16 traitant dusoufre :

J'ai mis en vidence les 4 informations qui nous seront utiles pour le moment :

A : Il s'agit du nom de l'atome. Nous en avons dj vu rapidement quelques-uns dans le chapitre prcdent : hydrogne,oxygne, ...

B : C'est le symbole de l'atome. Nous utiliserons ce symbole pour reprsenter l'atome dans des ractions chimiques ou desdessins.Nous remarquons que ce symbole :

A sa premire lettre crite en majuscule et les suivantes en minuscules. a a son importance, attention !Ne dpasse jamais trois lettres.Reprend parfois la premire ou les deux premires lettres du nom de l'atome. Dans notre exemple, le symbole est S pourSoufre. Le symbole Al, lui, reprend les deux premires lettres d'ALuminium (n13).De temps en temps, les lettres utilises ne sont pas les premires du nom de l'atome. C'est le cas, entre autres, pour leChLore dont le symbole est Cl (n17).Dans les autres cas, les lettres utilises pour le symbole ne sont mme pas contenues dans le nom de l'atome.Par exemple, l'or (n79) est reprsent par le symbole Au. En fait, dans ce cas, il faut faire appel au latin : or se dit AUrumdans cette langue ancienne, et c'est de l que vient le symbole de cet atome.

Vous ne devez pas connatre tous les symboles par cur ! Le tableau priodique est l pour vous les donner, ce serait bte des'en passer. Cependant, vous verrez que certains atomes, comme l'hydrogne ou l'oxygne, reviennent frquemment. Et vousfinirez par connatre les symboles correspondants tellement vous les aurez utiliss.



C : Il s'agit du numro atomique. Nous le noterons dornavant Z.Le numro atomique correspond au nombre de protons que contient l'atome. Bonne nouvelle : en gnral, le nombre de protonsest gal au nombre d'lectrons.

Z = nombre de p+ = nombre de e-

Grce notre case-exemple, nous apprenons que l'atome de soufre est constitu de 16 protons et de 16 lectrons.

Sachez que ce nombre ne varie jamais : c'est la carte d'identit d'un atome. En d'autres mots, chaque atome possde son proprenumro atomique Z ! C'est a qui diffrencie les atomes les uns des autres. Le soufre possde 16 protons. Si Z = 17, nous avonsun atome de 17 protons, et nous ne pouvons plus parler de soufre : il s 'agit d'un atome de chlore.

Retenez que le numro atomique Z dfinit le nombre de protons propre un seul atome.

D : Enfin, analysons la masse atomique relative. Comme son nom l'indique, il s'agit tout simplement de la masse de l'atome.Cette masse est exprime en unit de masse atomique (c'est une unit note uma, comme le kilogramme qui est notkg ). L'unit de masse atomique correspond 1/12 de la masse du noyau d'un atome de carbone normal (il existe descarbones "anormaux" plus lourds appels isotopes, mais c'est une autre histoire) :1 uma = 1,66 10-27 kg = 0,00...00166 kg (avec 27 zros).Oui, c'est trs petit ! Et c'est normal, car un atome est trs lger.

Cependant, pour l'instant, retenez juste ceci : la masse atomique relative est galement appele nombre de masse, que nousnoterons A. Dans nos calculs, nous arrondirons ce nombre l'unit (je ne vais pas vous expliquer pourquoi, c'est un peu plussubtil) : ici 32,06 sera arrondi 32. L'intrt du nombre de masse, c'est qu'il nous donne le nombre de nuclons (protons +neutrons) contenus dans l'atome. Ainsi, nous pouvons trouver le nombre de neutrons :

nombre de nuclons (n0 et p+) - nombre de p+ = nombre de n0 = A - Z

Dans le cas du soufre, nous avons A = 32 et Z = 16. Le soufre contient donc 32 - 16 = 16 neutrons. Nous n'utilisons pas l'unit"uma" ici car nous ne parlons plus de la masse de l'atome mais du nombre de nuclons, grandeur sans unit.

Comme les nombres A et Z nous permettent de dterminer la composition d'un atome, les scientifiques utilisent la notationsuivante : . Par exemple, si nous utilisons cette notation sur le soufre, a donne : .

Remarques en vracCertains d'entre vous se posent peut-tre des questions concernant le tableau priodique et sa structure (du moins j'espre, ilfaut tre curieux ! ). Je vais vous aiguiller un petit peu.

Priodique ?Je n'ai pas arrt de parler de tableau priodique. Mais pourquoi priodique ?

Une priode est une des lignes du tableau, celles-ci tant sont numrotes gauche de 1 7. L'organisation des lectrons n'estpas alatoire et c'est pour cela qu'il existe plusieurs priodes. Nous en reparlerons au chapitre suivant.

Les groupesNous venons de parler des lignes du tableau priodique, mais les colonnes ont un sens galement (comme quoi ce tableau enrserve des surprises !).

Une colonne du tableau priodique reprsente un groupe. Ils sont numrots en haut de 1 18 (ou diffrencis avec des nomsbizarres comme Ia, IIa, ...). Les groupes les plus utiliss ont mme un nom (ne vous amusez pas les retenir, ce n'est pas trsimportant) :

Groupe 1 : mtaux alcalinsGroupe 2 : mtaux alcalino-terreuxGroupes 3 12 : ces groupes forment ce qu'on appelle les mtaux de transitionGroupe 13 : terres rares (ou terreux)Groupe 14 : cristallognes (ou carbonides)Groupe 15 : pnictognes (ou azotides)Groupe 16 : chalcognes (ou sulfurides)



Groupe 17 : halognesGroupe 18 : gaz rares (ou gaz nobles)

Lanthanides et actinidesAvez-vous remarqu que les 2 dernires lignes du tableau taient nommes lanthanides et actinides ? De plus, il y a une longueflche qui les encadre.

En fait, les lanthanides devraient tre insrs juste aprs l'lment n57, le lanthane. Nous ne le faisons pas car le tableau seraittrop large, nous manquons de place.De mme, les actinides devraient tre insrs aprs l'actinium, lment n89.

lments mconnusVous pouvez remarquer que les atomes 113 118 sont dans une case grise et ont un drle de nom : unu ... ununu ... heu pardon,unun-machin. Ce sont des lments trs peu connus, voire parfois carrment inconnus : on n'avait jamais vu de ununseptiumavant 2010 et il n'existe pas l'tat naturel sur notre plante (on l'a synthtis en laboratoire). vrai dire, les atomes ayant un Z (numro atomique) suprieur 104 sont vraiment mconnus l'heure actuelle.

Au fait, savez-vous d'o vient leur nom ? Il provient simplement de la dcomposition de leur nombre Z. Par exemple,ununseptium vient de la dcomposition du nombre 117 : un|un|sept|ium. Parfois, vous devez faire appel au grec : 115 se ditun|un|pent|ium car 5 se dit pnte en grec. L'utilisation des racines grecques est frquente en franais : penta|gone (cinq angles),octo|gone (huit angles), astro|logie (toile, tude), etc.

Diffrence entre lment et atomeTantt tu parle d'lments, tantt tu parles d'atomes, il faudrait te mettre d'accord ! Quelle est la diffrence ?

Cette distinction n'est pas trs importante, d'ailleurs je ne la ferai pas dans ce cours de chimie. Je peux quand mme vousexpliquer, pour votre information personnelle.

Les lments, ce sont les noms donns dans le tableau priodique : hydrogne, hlium, oxygne, carbone, etc. Un lment peuttre prsent sous diffrents aspects : les atomes.

Ainsi, par exemple, l'atome de carbone possde gnralement 6 neutrons, mais il existe aussi des atomes de carbone ayant 7 ou 8neutrons. Par consquent, l'lment "carbone" peut prendre la forme d'atomes diffrents (ici, j'en ai cit trois).

ExercicesAvant de commencer, rsumons

Je ne vais pas vous abandonner dans les exercices sans vous rsumer ce qu'on a vu dans ce chapitre ainsi que dans leprcdent.

Dans la matire, nous avons des molcules .Les molcules sont constitues d'atomes . Un atome est reprsent par un symbole dfini dans une case du tableaupriodique.Un atome est lui-mme constitu de particules : les nuclons (protons et neutrons) qui forment le noyau et les lectrons.Le numro atomique Z = nombre de protons . C'est la carte d'identit d'un atome : si le nombre de protons varie, nous negarderons pas le mme atome.Le nombre d'lectrons est aussi gal au numro atomique Z, c'est--dire au nombre de protons. Nous verrons cependantque ce n'est pas toujours le cas dans le chapitre suivant.Le nombre de nuclons (neutrons et protons) est donn par le nombre de masse A, lorsqu'on l'arrondit l'unit. Nouspouvons donc trouver le nombre de neutrons en soustrayant le nombre de protons au nombre de masse A : nombre deneutrons = A - Z.

C'est parti !Pour tous les exercices qui suivent, vous pouvez utiliser le tableau priodique. Ou plutt, vous devez le faire !



Exercice 1 : Compltez le tableau suivant.

Nom de l'atome Symbole de l'atome Numro atomique Z Nombre de masse ABore ? ? ?? K ? ?Mercure ? ? ?? ? 79 ?? ? ? 28


Nom de l'atome Symbole de l'atome Numro atomique Z Nombre de masse ABore B 5 11 (on est plus proche de 11 que de 10)Potassium K 19 39Mercure Hg 80 201Or Au 79 197Silicium Si 14 28

Exercice 2 : Comptons les particules ! Compltez le tableau suivant.

Nom Symbole Nombre de p+ Nombre de e- Nombre de n0

Lithium ? ? ? ?? C ? ? ?? ? 15 ? ?Brome ? ? ? ?? O ? ? ?? ? 53 ? ?Sodium ? ? ? ?? Al ? ? ?? ? 16 ? ?? ? ? ? 0


Nom Symbole Nombre de p+ Nombre de e- Nombre de n0

Lithium Li 3 3 7 - 3 = 4Carbone C 6 6 12 - 6 = 6Phosphore P 15 15 16Brome Br 35 35 45Oxygne O 8 8 8Iode I 53 53 74



Sodium Na 11 11 12Aluminium Al 13 13 14Soufre S 16 16 16Hydrogne H 1 1 0

Exercice 3 : Sans utiliser le tableau priodique , donnez :

1. Le nombre de protons contenus dans un atome de .Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 20.Le chiffre en indice est Z, le nombre de protons.

2. Le nombre de neutrons contenus dans un atome de .Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 32.Le chiffre en exposant est A et celui en indice est Z. Le nombre de neutrons est donn par A - Z. Ici, A - Z = 59 - 27 =32.

3. Le nombre de nuclons contenus dans un atome de .Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 48.Le chiffre en exposant est A, le nombre de nuclons (protons et neutrons).

Exercice 4 : On mlange ce chapitre et le prcdent ! Rpondez aux questions suivantes :

1. Une molcule d'acide bromhydrique contient un atome d'hydrogne et un atome de brome. Combien y a-t-il de protonsdans deux molcules d'acide bromhydrique ?

Secret (cliquez pour afficher)Rponse : 72.

J'ai deux molcules constitues chacune d'un H et d'un Br. J'ai donc 2 H et 2 Br au total. H contient un proton et Brcontient 35 protons. Au total, j'ai donc 1 + 1 + 35 + 35 = 72 protons.

2. Une molcule de dioxyde de carbone contient un atome de carbone et deux atomes d'oxygne. Combien y a-t-il deneutrons dans trois molcules de dioxyde de carbone ?

Secret (cliquez pour afficher)Rponse : 66.

J'ai trois molcules constitues chacune d'un C et de deux O. J'ai donc 3 C et 2 3 = 6 O au total.C contient 6 neutrons (A - Z = 12 - 6 = 6).O contient 8 neutrons (A - Z = 16 - 8 = 8).Au total, j'ai donc 3 6 + 6 8 = 66 neutrons.

Autre mthode :Une molcule contient un C et 2 O. Une molcule contient donc 6 + 2 8 = 22 neutrons. Par consquent, troismolcules contiennent 3 22 = 66 neutrons.

Dans ce chapitre, nous nous sommes beaucoup intresss aux atomes et leur constitution. Nous avons vu qu'il en existebeaucoup et qu'ils diffrent par leur nombre de protons, de neutrons et d'lectrons.



Nous allons maintenant nous consacrer une tude plus en profondeur des lectrons .




La danse des lectronsNous avons vu dans le chapitre 2 que les atomes sont constitus d'un noyau form de protons et de neutrons, et d'lectronsgravitant autour de celui-ci. J'ai dj sous-entendu auparavant que les lectrons respectaient certaines rgles dans leurorganisation dans l'atome. Nous allons commencer par tudier ces rgles.

Cela mis part, je dois vous faire une confidence ... je vous ai menti. Eh oui, dans le chapitre prcdent, je vous ai dit que le nombre d'lectrons prsents dans un atome tait gal au numroatomique Z. C'est faux, ce n'est pas toujours le cas. Vous pensiez que l'atome de chlore possdait toujours 17 lectrons ?Dtrompez-vous !

La valence, une affaire d'lectronsJusqu' maintenant, nous avons vu que les lectrons gravitent autour du noyau de l'atome, qu'ils sont de charge ngative, trspetits, et trs lgers compar aux protons et aux neutrons.Voyons maintenant comment ils sont positionns autour du noyau. Vous verrez, les lectrons sont plutt bien organiss.

Couches lectroniquesComme je viens de le dire, les lectrons se trouvent autour du noyau de l'atome. Ce que vous nesavez pas encore, c'est qu'ils respectent un positionnement par couches. Ces couches lectroniquessont au nombre de 7 et sont reprsentes par des lettres. En partant du centre de l'atome, nouscroisons successivement les couches : K, L, M, N, O, P et Q (voir l'image ci-contre).

Les couches lectroniques n'ont pas la mme capacit, celle-ci tant donne par , o nreprsente le numro de la couche (K = 1, L = 2, ...). Ainsi, la couche K contient au maximum 2 1 = 2lectrons. Par contre, la couche L est plus loigne du noyau et donc un peu plus grande : elle peutcontenir jusqu' 2 2 = 8 lectrons. La couche M peut contenir jusqu' 2 3 = 18 lectrons, lacouche N possde au maximum 2 4 = 32 lectrons. Quant aux trois autres couches (O, P et Q), leurcapacit maximale est encore plus grande, mais elle n'a jamais t atteinte parmi les atomes connus.

Les lectrons commencent d'abord par remplir les couches intrieures de l'atome. C'est--dire que la couche L ne se remplira quelorsque la couche K contiendra dj des lectrons. De mme, la couche M ne commencera se remplir que lorsque les couches Ket L contiendront des lectrons, et ainsi de suite. Le nombre d'lectrons par couche lectronique d'un atome est indiqu dans letableau priodique que je vous ai donn : ce sont les chiffres verts situs droite de chaque case du tableau.

Bon, a ne doit pas encore tre trs clair pour vous. Je vais prendre un exemple afin de rendre a moins abstrait.Dans le tableau priodique, regardons la case de l'oxygne (n8). Les chiffres verts situs droite de la case nous donnent lenombre d'lectrons que contient chaque couche : 2 et puis 6. La couche K contient donc 2 lectrons (dans ce cas-ci, elle estremplie) et la couche L en contient 6 (elle n'est pas remplie car elle peut en contenir 8). Nous pouvons donc reprsenter l'atomed'oxygne comme ceci :

Ce que je viens de vous expliquer est un modle. Il faut savoir qu'en ralit, les lectrons ne sont absolument pasrpartis sur des orbites circulaires. Cependant, ce modle nous suffira pour expliquer les phnomnes chimiques dansla suite de ce cours.

Valence chimiqueLes lectrons de l'atome d'oxygne sont donc rpartis sur les deux couches K et L. La couche externe est appele couche de



valence et contient les lectrons de valence. Par exemple, dans le cas de l'oxygne, la couche de valence est la couche L quicontient 6 lectrons de valence. Ces lectrons sont importants, car ce sont ceux-ci qui joueront un rle dans les liaisons queformera l'atome puisque ce sont les moins attachs au noyau, les plus libres. Nous verrons comment les liaisons se forment dansle chapitre suivant.

Le nombre d'lectrons de valence de chaque atome est donn dans le tableau priodique : en haut, sous le nom des groupes (1(Ia), 2 (IIa),...), il y a des schmas en forme de croix, contenant des points verts et parfois des barres. Chaque point reprsente unlectron de valence. Quant aux barres, elles reprsentent chacune deux lectrons de valence (c'est un doublet, nous verrons celaplus tard).

Un atome peut former plusieurs liaisons avec d'autres atomes. Ce nombre de liaisons est donn par la valence de l'atome enquestion. Vous pouvez trouver les valences de chaque atome dans le tableau priodique (quand je vous dis que c'est une perlece tableau ! ). Dans les schmas en croix que je viens de vous prsenter, il suffit de compter le nombre de points (sans lesbarres !) pour connatre la valence de chaque atome de la colonne. Il est important de remarquer que l'on note une valence enchiffres romains.


La valence n'est pas forcment gale au nombre d'lectrons de valence. Par exemple, l'oxygne possde une valence IImais 6 lectrons de valence.

On imagine souvent que les atomes ont des bras pour donner un sens plus concret la valence. Par exemple, l'atome d'oxygnepossde deux bras et est donc capable de former deux liaisons. En simplifiant extrmement, on peut dire qu'il donne la main deux autres atomes en mme temps (et pas plus, il n'a que deux bras !).

Remarquez que le dernier groupe, celui des gaz rares (colonne de droite du tableau priodique), possde une valence nulle. Celasignifie que les atomes de ce groupe ne formeront pas de liaisons. Ils sont inertes, ils ne ragissent pas.

Au fait, tu as oubli les groupes 3 12 dans ton schma. Quelle est leur valence ?

En gnral, les atomes de transition (groupes 3 12) ont une valence II. Cependant, il existe de nombreuses exceptions :

Numro atomique Z Symbole de l'atome Nom de l'atome Valence24 Cr Chrome II ou III25 Mn Manganse II ou III26 Fe Fer II ou III27 Co Cobalt II ou III47 Ag Argent I79 Au Or I ou III80 Hg Mercure I ou II

Il existe aussi d'autres exceptions chez les lments non transitoires (groupes 1, 2 et de 13 18). Nous verrons beaucoup plustard pourquoi ces exceptions existent, mais en attendant il est intressant que vous reteniez ces deux-ci :



Numro atomique Z Symbole de l'atome Nom de l'atome Valence50 Sn tain II ou IV82 Pb Plomb II ou IV

Notion d'ionDans le chapitre prcdent, je vous ai dit que le nombre Z tait gal au nombre de protons et au nombre d'lectrons : Z = nombrede p+ = nombre de e-. Cela n'est pas toujours vrai. Le nombre Z donne bien le nombre de protons, mais le nombre d'lectronspeut varier. Les ions sont des atomes ayant gagn ou perdu au moins un lectron.

Ainsi par exemple, l'atome d'oxygne tel qu'on l'a vu jusqu' maintenant possdait 6 lectrons (car Z = 6). Cependant, il existe desatomes d'oxygne possdant 8 lectrons. Ce sont des ions car ils n'ont plus 6 lectrons (ici, il en ont gagn deux).Autre exemple : l'atome d'hydrogne, qui possde d'habitude un lectron (Z = 1), peut perdre cet lectron et devenir un ion.

Les anionsNous avons vu galement que les lectrons ont une charge ngative (-) et les protons une charge positive (+), ce qui confre l'atome une charge globalement neutre (il y a autant de + que de -). Lorsqu'un atome gagne un lectron, il forme un ion de chargeglobale ngative appel anion. En effet, il y a ce moment plus d'lectrons que de protons.

Prenons par exemple l'atome de chlore, Cl, qui possde 17 lectrons et 17 protons. Imaginons qu'il reoive un lectron venu del'extrieur : il contient maintenant 18 lectrons et 17 protons. Il y a donc 18 charges ngatives et 17 charges positives. Finalement,nous remarquons que l'ion possde une charge ngative de trop : l'atome est not Cl-. Ce schma peut vous aider comprendre :


Retenez que l'anion est un atome ayant gagn au moins un lectron. Sa charge globale est ngative. L'anion sera not X- s 'ilpossde une charge ngative de trop, X-- ou X2- s 'il en possde deux, X--- ou X3- s 'il en possde trois. On va plus rarement au-del.Exemples : O2-, Br-, P3-,...

Les cations l'inverse des anions, les cations sont des atomes ayant perdu au moins un lectron. Leur charge globale est positive et uncation sera not X+, X2+, X3+, etc.

Prenons l'exemple de l'atome de sodium, constitu de 11 lectrons et de 11 protons (Z = 11). S'il perd un lectron, il possderatoujours les 11 protons, mais plus que 10 lectrons. Sa charge globale est donc positive car il y a un proton de plus : le cationsera not Na+.




Petit truc mnmotechnique : pour ne pas confondre anion et cation, retenez qu'il y a un "n" en commun dans anion = ngatif.Dans le chapitre 2, je vous avais parl de particules alpha afin de prsenter l'exprience de Rutherford. Vous pouvezmaintenant comprendre quelle est la nature exacte de ces particules : il s 'agit d'ions He2+, c'est--dire d'atome d'hliumauxquels on a arrach 2 lectrons.

Petit exemple pratique : les ions dans l'eauVous vous dites peut-tre que tout cela, ce n'est que de la thorie, que les ions a n'existe pas vraiment. Je vais vous prouver lecontraire !Prenez une bouteille d'eau et regardez les informations contenues sur l'tiquette. Quelque part, vous devriez trouver un cadrereprenant quelques ions contenus dans votre eau, comme celui-ci :

Sur cette tiquette, nous voyons qu'il y a des cations Ca2+, Na+, Mg2+, K+ et des anions HCO3-, SO42-, Cl- et NO3-. Le nombrecorrespondant chaque ion indique la concentration de celui-ci dans l'eau, c'est--dire sa quantit dans un litre. Par exemple, unlitre de mon eau contient 65 milligrammes de cation calcium Ca2+.

Si un type d'ions est prsent en trop grande quantit, cela peut engendrer des problmes de sant chez le consommateur.L'intrt de faire de telles analyses est donc de vrifier que l'eau n'est pas toxique... Ce qui est toujours intressant pour unproducteur s'il compte vendre l'eau de sa source sans tuer des millions de personnes.

On peut aussi comparer diffrentes eaux afin de choisir celle qui nous convient le mieux. Par exemple, il est conseill de donnerune eau avec peu d'ions aux bbs, et en particulier peu de NO3-.

ExercicesVous pouvez utiliser votre tableau priodique pour tous les exercices de ce chapitre.

Exercice 1 : Concerne les ions. Compltez le tableau suivant.

Ion Nombre de p+ Nombre de e- Nombre de n0

F-



F- ? ? ?

H+ ? ? ?

Cu++ ? ? ?

S2- ? ? ?

K+ ? ? ?? 26 23 30? 35 35 45? 53 54 74? 38 36 50? 7 10 7


Ion Nombre de p+ Nombre de e- Nombre de n0

F- 9 10 10

H+ 1 0 0

Cu++ 29 27 35

S2- 16 18 16

K+ 19 18 20

Fe3+ (ou Fe+++) 26 23 30Br 35 35 45

I- 53 54 74

Sr2+ (ou Sr++) 38 36 50

N3- (ou N---) 7 10 7

Remarque : Vous pouvez remarquer que l'ion H+ n'est autre qu'un simple proton.

Exercice 2 : Concerne les couches lectroniques, la valence. Compltez le tableau suivant.

Atome Nombre d'e-lectrons par couche

Couche de valence ValenceK L M N O P Q

Exemple : Be 4 2 2 0 0 0 0 0 L IIC ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Ni ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 14 ? ? 4 ? ? ? ? ? ?? ? 2 8 8 2 0 0 0 ? ?Ba ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Rn ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

Mg2+



Mg2+ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ---

Se2- ? ? ? ? ? ? ? ? ? ---

As- ? ? ? ? ? ? ? ? ? ---


Atome Nombre d'e-lectrons par couche

Couche de valence ValenceK L M N O P Q

Exemple : Be 4 2 2 0 0 0 0 0 L IIC 6 2 4 0 0 0 0 0 L IVNi 28 2 8 16 2 0 0 0 0 II le plus souventSi 14 2 8 4 0 0 0 0 M IVCa 20 2 8 8 2 0 0 0 N IIBa 56 2 8 18 18 8 2 0 P IIRn 86 2 8 18 32 18 8 0 P Pas de valence

Mg2+ 10 2 8 0 0 0 0 0 L ---

Se2- 36 2 8 18 8 0 0 0 N ---

As- 34 2 8 18 6 0 0 0 N ---

Au travers de ce chapitre, nous avons vu des notions trs importantes concernant les lectrons. Voici un petit rsum pour fixerles ides :

La couche de valence : couche non vide la plus loigne du noyau. Elle contient les lectrons de valence qui participentaux liaisons chimiques.La valence : nombre de liaisons que peut former un atome.Les ions : atomes ayant gagn (anion) ou perdu (cation) un ou plusieurs lectrons.

Si je vous ai parl de tout a, ce n'est pas pour vous embter mais pour vous prparer au chapitre suivant qui traite des liaisonsinter-atomiques. Nous savons dj que les molcules sont constitues d'atomes "colls" les uns aux autres. Mais cette colle,qu'est-ce que c'est exactement ? Comment se fait-il que deux atomes se lient ? Pour le savoir, je vous donne rendez-vous auchapitre suivant.



Les atomes se lient !Nous avons vu dans le chapitre 2 que les atomes s'associent pour former les molcules qui constituent la matire. Cetteassociation d'atomes formant les molcules se fait grce des liaisons chimiques .

Tout cela est d aux lectrons et leur organisation. En fait, les lectrons gigotent sans arrt : ils passent d'un atome un autre,puis reviennent avec un ami, repartent ailleurs... De vrais vagabonds !

Cependant, tous les atomes ne peuvent pas s'assembler. Et lorsqu'ils le font, ce n'est pas n'importe comment : il y a des rgles respecter. C'est de cela que je vais vous parler dans ce chapitre. Bienvenue dans le monde merveilleux des liaisons chimiques !

Ce chapitre n'est qu'une introduction aux liaisons. Le but ici est de vous permettre de comprendre ce que sont lesliaisons chimiques et les principes gnraux de leur formation. Certaines notions ont t volontairement omises.

Les liaisons chimiques : comment a marche ?Principe de formation des liaisons

Pour comprendre pourquoi une liaison se forme entre deux atomes, il faut savoir que le but de tout atome est d'atteindre lastabilit. Pas de panique, j'explique. Prenez votre tableau priodique pour suivre en mme temps que moi.

Regardez la colonne de droite du tableau. Ce sont les gaz rares, on en a dj parl auparavant. Nous avons vu dans le chapitreprcdent que les gaz rares ont une valence gale zro, c'est--dire qu'ils ne ragissent pas : ils sont stables . Tous les autresatomes veulent tre stables comme les gaz rares, c'est--dire qu'ils veulent obtenir la mme structure lectronique que ceux-ci.

Prenons un exemple pour mieux comprendre : l'atome de fluor (case n9) veut acqurir la mme structure que le non, le gaz rare leplus proche (case n10), afin d'tre stable. Comparons la structure lectronique des deux atomes :

Atome Couche K Couche LFluor 2 7Non 2 8

Les couches K sont identiques. Par contre, les couches L sont diffrentes : le fluor possde 7 lectrons sur cette couche, le nonen possde 8. Pour ressembler au non, le fluor va donc tenter de recevoir un lectron supplmentaire. Comment ? En formantdes liaisons chimiques avec d'autres atomes. Voil l'origine de la formation des liaisons !

Prenons d'autres exemples :Le sodium (n11) va perdre un lectron pour ressembler au non (n10).L'hydrogne (n1) va gagner un lectron pour ressembler l'hlium (n2).L'arsenic (n33) va gagner 3 lectrons pour ressembler au Krypton (n36).

La rgle gnrale est donc la suivante : chaque atome donne ou reoit des lectrons afin de ressembler au gaz rare le plusproche. Pour satisfaire cette condition, il faut retenir deux rgles.

La rgle du duet : Les 4 premiers lments (H, He, Li, Be) tendent possder deux lectrons dans leur couche de valence.La rgle de l'octet : Les atomes tendent possder 8 lectrons dans leur couche de valence.

Pour rappel, la couche de valence est la couche non vide la plus loigne du noyau. On remarque qu'il n'y a que celle-ci qui doitrecevoir ou perdre des lectrons pour ressembler au gaz rare le plus proche car les autres couches sont dj identiques.

La rgle du duet ne s'applique qu'aux 4 premiers lments (H, He, Li, Be) ! Concernant la rgle de l'octet, elle s'appliqueplus gnralement, mais il existe des exceptions que nous ne traiterons pas ici. Par exemple, il existe une rgle des 18lectrons pour les lments transitoires (colonnes 3 12).

Reprsentation de Lewis



Avant d'aborder le sujet principal de ce chapitre, j'aimerais vous exposer une mthode de reprsentation des molcules. Jusqu'maintenant, je les dessinais en 3D, avec des couleurs, des ombres... C'est bien joli, mais ce n'est pas pratique ! Imaginez que vousdeviez dessiner de cette faon une molcule constitue de 50 atomes... Il faudrait tre bon en dessin, et ce n'est pas donn toutle monde (pas moi en tout cas ).

Une solution ce problme : la reprsentation de Lewis . Celle-ci permet de reprsenter plus simplement les atomes et leursliaisons. Plutt que de les dessiner en couleurs et en 3D, le symbole de l'lment chimique est entour par les lectrons devalence reprsents par des points et des barres. Par exemple :

Je vous rappelle que les points reprsentent un lectron, et que les barres reprsentent un doublet lectronique, c'est--dire deuxlectrons. Les explications concernant les doublets viendront beaucoup plus tard, ce n'est pas important pour le moment.Retenez simplement qu'une barre = un doublet = 2 lectrons.

La notion de doublet vous parat srement floue pour l'instant. Cela est normal ! Je vous demanderai juste de prendre l'habitudede dessiner ces doublets lorsque vous utilisez la reprsentation de Lewis. Si vous ne comprenez pas pourquoi ils existent, leurrle, leur utilit, c'est tout fait normal, je vous rassure. Si a vous drange, pensez qu'un doublet, c'est deux lectrons, toutsimplement.

Les diffrents types de liaisonsJe vais maintenant vous parler de deux types de liaisons : la liaison covalente et la liaison ionique. Sachez qu'il en existe d'autres,mais cela est trop compliqu pour l'instant et je ne voudrais pas que vous vous tapiez la tte contre les murs.

La liaison covalenteLa liaison covalente se forme lorsque des lectrons sont mis en commun entre deux atomes. Prenons l'atome d'oxygne commeexemple. Il possde 6 lectrons dans sa couche de valence et aimerait en possder 8 pour respecter la rgle de l'octet. Cela peuttre le cas en rencontrant par exemple un autre atome d'oxygne.

En effet, chaque atome d'oxygne met en commun deux de ses lectrons. De cette faon, chaque atome d'oxygne possde 8lectrons sur sa couche de valence et la rgle de l'octet est respecte. Comme ils se compltent mutuellement, ils sont "attachs"l'un autre et forment une liaison chimique (ici covalente) :




Vous remarquerez que nous avons en fait form une double liaison : les deux liaisons covalentes relient les mmes atomes. Laliaison entre deux atomes peut tre simple, double ou triple :


La liaison ioniqueLa liaison ionique se forme lorsqu'il y a change d'lectrons et formation d'ions . Cette liaison est prsente dans le sel de cuisine: d'un ct, nous avons un atome de sodium (Na) qui possde un lectron sur sa couche de valence ; de l'autre, c'est un atome dechlore (Cl) qui possde 7 lectrons sur sa couche de valence. Le chlore aimerait donc recevoir un lectron pour respecter la rglede l'octet. Le sodium, lui, aimerait donner un lectron afin de vider la couche M (sa couche L devient alors sa couche de valenceet comme elle contient dj 8 lectrons, la rgle de l'octet est respecte).

Illustrons : le chlore dit Aaaaah, qu'est-ce que j'aimerais recevoir un lectron ! . Le sodium rpond Tiens, justement am'arrangerait d'en perdre un ! Je vais te donner un lectron. . Hop, ces deux atomes s'changent un lectron et la rgle del'octet est satisfaite pour chacun d'eux.

Nous avons donc deux ions qui se forment : Na+ et Cl-. Retournez voir les explications sur les ions si ce n'est pas clair.Les deux ions sont de charge oppose (Na+ est de charge positive et Cl- de charge ngative) et ils s'attirent donc. C'est cetteattraction que l'on appelle liaison ionique.




Diffrence entre liaison covalente et liaison ioniqueEn bref, nous venons de voir deux liaisons qui diffrent par leur manire de respecter la rgle de l'octet (ou du duet) :

La liaison covalente se forme lors de la mise en commun d'lectrons .La liaison ionique se forme lorsque les atomes s'changent des lectrons . Il ne s'agit plus d'un partage d'lectrons, maisbel et bien d'un change.

Remarquons aussi que la liaison ionique n'est pas une liaison au sens premier du terme, mais plutt une interaction,contrairement la liaison covalente. Dans la liaison ionique, les deux atomes restent ensemble car ils s'attirent mutuellement, parattraction lectrostatique (le cation, de charge positive est attir par l'anion, de charge ngative, et vice-versa), un peu commedeux aimants.

La plupart des liaisons ne sont pas 100% covalentes : on dit qu'elles sont covalentes polarises . Ces liaisonspossdent un caractre covalent et ionique, mais nous verrons cela plus tard. Faites pour l'instant bien la distinctionentre les deux types de liaisons que nous venons de voir.

Quelques exemplesLa molcule d'eau

Dans le chapitre 2, nous avons tabli qu'une molcule d'eau est constitue de trois atomes : deux atomes d'hydrogne et und'oxygne. Ces atomes sont assembls grce deux liaisons chimiques reprsentes ici en rouge dans la reprsentation de Lewis:

La molcule s'crit bien H-O-H, a a son importance ! Nous ne pouvons pas l'crire H-H-O, par exemple, car les valences neseraient pas respectes. En effet, l'oxygne a une valence II, c'est--dire qu'il possde deux bras. L'hydrogne a quant lui unevalence I, il ne possde qu'un bras. Dans une molcule, il faut que tous les bras soient occups . Ici, la seule faon de remplircette condition est de mettre l'atome d'oxygne entre les deux atomes d'hydrogne.

Les deux liaisons chimiques prsentes dans la molcule d'eau sont covalentes polarises. Pourquoi ? Nous verrons cela plustard. Pour l'instant, ce qui est important, c'est que vous sachiez reprsenter la molcule comme je viens de le faire. Ne vousoccupez pas encore de reconnatre le caractre ionique ou covalent d'une liaison.

Plus compliqu : le phosphure de calciumMaintenant, on va s'amuser un peu et mettre le feu... en reprsentant une molcule utilise dans les bombes incendiaires et lesfeux d'artifices : le phosphure de calcium. Cette molcule est constitue de deux atomes de phosphore et de trois atomes de calcium. Essayez de rpondre par vous-mme cette question : quelle est la valence des deux atomes diffrents formant la molcule ?

Secret (cliquez pour afficher)Indice : Il faut regarder dans le tableau priodique

Secret (cliquez pour afficher)Phosphore : valence IIICalcium : valence II

Maintenant que vous connaissez le nombre de bras de chaque atome, il vous reste les lier entre eux. Petit exercice : reprsentezla molcule, sans oublier qu'il ne peut rester aucun bras de libre. Je n'ai pas dit que c'tait facile faire, mais il faut essayer !




Nous remarquons qu'il y a deux liaisons doubles et deux liaisons simples.

ExercicesExercice 1 : Combien y a-t-il de liaisons chimiques dans :

1. Une molcule d'eau ?Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 2.Nous avons dj trait cet exemple.

2. Une molcule d'acide chlorhydrique, constitue d'atomes d'hydrogne et de chlore ?Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 1.Il faut tout d'abord regarder les valences : I pour l'hydrogne ; I pour le chlore.Les relier entre eux est donc vident :

3. Une molcule de monoxyde de soufre constitue d'atomes de soufre et d'oxygne ?Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 1.Valence du soufre : II ; valence de l'oxygne : II.Nous avons donc une double liaison (mme si elle est double, ce n'est qu'une liaison) :

4. Une molcule d'oxyde de fer ? Une telle molcule est constitue d'atomes d'oxygne et d'atomes de fer. On considre pourcet exercice que le fer a une valence gale III.

Secret (cliquez pour afficher)Rponse : 4.Valence de l'oxgne : II ; valence du fer : III.Nous avons donc 4 liaisons, deux simples et deux doubles :

5. Une molcule d'hydroxyde de magnsium ? Une telle molcule est constitue de 5 atomes : 2 d'oxygne, 2 d'hydrogne etun de magnsium.

Secret (cliquez pour afficher)Rponse : 4.Valence de l'oxgne : II ; valence de l'hydrogne : I ; valence du magnsium : II.Nous avons donc 4 liaisons :

Si vous avez interverti la position d'un oxygne avec le magnsium, la molcule dessine n'est pas correcte. Cependant,vous ne pouviez pas encore le deviner ! Si vous avez trouv le nombre de liaisons, a me convient parfaitement, c'est quevous avez compris ce que je voulais vous expliquer au travers de ce chapitre.



Vous comprendrez plus tard qu'ici, O et H forment ensemble un groupement nomm "hydroxyde", c'est pour aqu'on les laisse ensemble et que le magnsium est au milieu.

Exercice 2 : Compltez les pointills par une des suggestions entre parenthses.

1. Le brome sera stable s'il ... (reoit / donne) un lectron.Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : reoit.L'objectif de tout atome est de devenir stable en respectant la rgle du duet ou de l'octet. Dans le cas du brome, largle de l'octet est respecte s'il passe de 7 8 lectrons de valence, afin de ressembler au gaz noble le plus proche : lekrypton. Le brome doit donc gagner un lectron.

2. Une molcule de sulfure d'hydrogne est constitue d'un atome de soufre et ... (d'un / de deux / de trois) atome(s)d'hydrogne

Secret (cliquez pour afficher)Rponse : de deux.La valence du soufre est II. Celle de l'hydrogne est I. Il faut donc deux atomes d'hydrogne.

3. L'argon gagnera sa stabilit en perdant ... (0 / 1 / 2 / 3 / 4/ 8) lectron(s).Secret (cliquez pour afficher)

Rponse : 0.Le radon est un gaz rare, il possde dj 8 lectrons de valence et est donc dj stable (il remplit la rgle de l'octet).

4. L'iode doit gagner ou perdre des lectrons afin que sa structure lectronique soit identique celle ... (de l'hlium / dunon / de l'argon / du krypton / du xnon / du radon).

Secret (cliquez pour afficher)Rponse : du xnon.En remplissant la rgle du l'octet, l'iode gagnera un lectron et sa structure lectronique sera identique celle duxnon (on passe de 7 8 lectrons sur la couche de valence).

C'en est termin des liaisons entre les atomes. Vous savez maintenant pourquoi et comment les atomes se lient pour former desmolcules, du moins je l'espre car c'tait le but de ce chapitre.

Pour rappel, voici la diffrence entre les deux types de liaisons dont je vous ai parl :La liaison covalente est forme par la mise en commun d'lectrons entre deux atomes.La liaison ionique est forme par un change d'lectrons entre deux atomes.

Nous allons maintenant voir comment classer la matire. Nous avons dj russi classer les atomes dans un tableau (chapitre3), mais pas encore la matire. C'est l'objectif du prochain chapitre. Suivez le guide, c'est par ici...

Ce cours n'est pas termin. De nombreux chapitres sont encore prvus, donc n'hsitez pas venir jeter un coup d'il detemps en temps !

N'hsitez pas me faire part de vos remarques et impressions car c'est grce vous que je pourrai amliorer ce tutoriel. Si vousavez des questions, je vous invite les poster sur le forum ou utiliser les commentaires du chapitre adquat.



SommaireLire aussi La chimie partir de zroPrrequisMthodes et objectifsCe cours est ddi aux dbutants en chimie

Partie 1 : Les bases de la chimie chimie, qui es-tu vraiment ?Comment tudier la chimie ?Qu'est-ce que la chimie ? quoi a sert ?Phnomne chimique ou physique ?ExercicesExercice 1 : Les phnomnes suivants sont-ils physiques ou chimiques ? Justifiez.Exercice 2 : Vrai ou faux ?

Atomes et molculesUn monde trs petitLes modles atomiquesLe modle de DaltonLe modle de ThomsonLe modle de Rutherford et de ChadwickModle et exprience de RutherfordChadwick ajoute les neutrons

Et aprs ?SynthseExercicesExercice 1 : Vrai ou faux ?Exercice 2 :Exercice 3 :

Classons les lments !Le tableau priodiquePrsentation du tableauPremires observationsVue d'ensembleLa lgendeDes liens entre les cases

Premire lecture d'une caseRemarques en vracPriodique ?Les groupesLanthanides et actinideslments mconnusDiffrence entre lment et atomeExercicesAvant de commencer, rsumonsC'est parti !Exercice 1 : Compltez le tableau suivant.Exercice 2 : Comptons les particules ! Compltez le tableau suivant.Exercice 3 : Sans utiliser le tableau priodique, donnez :Exercice 4 : On mlange ce chapitre et le prcdent ! Rpondez aux questions suivantes :

La danse des lectronsLa valence, une affaire d'lectronsCouches lectroniquesValence chimiqueNotion d'ionLes anionsLes cationsPetit exemple pratique : les ions dans l'eauExercicesExercice 1 : Concerne les ions. Compltez le tableau suivant.Exercice 2 : Concerne les couches lectroniques, la valence. Compltez le tableau suivant.

Les atomes se lient !Les liaisons chimiques : comment a marche ?Principe de formation des liaisonsReprsentation de LewisLes diffrents types de liaisonsLa liaison covalenteLa liaison ioniqueDiffrence entre liaison covalente et liaison ioniqueQuelques exemplesLa molcule d'eauPlus compliqu : le phosphure de calciumExercicesExercice 1 : Combien y a-t-il de liaisons chimiques dans :Exercice 2 : Compltez les pointills par une des suggestions entre parenthses.

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La Chimie a Partir de Zero