Sciences physiques 416

Ghislain Morin

&

Jean Jibouleau

Révision de fin d'année 12 mai, 1999

Le but de la présentation

Au cours de l ’heure qui va suivre nous ferons le tour du programme de sciences physiques 416.

Espérons que ce survol général vous aidera lors de

votre prochain examen.

Le programme de sciences physiques 416

• Module 1: LA MATIÈRE

• Module 2: L ’ÉLECTRICITÉ

• Module 3: LES SOLUTIONS

Module 1: LA MATIÈRE

• 2. Propriétés caractéristiques

• 3. Changements physiques et chimiques

• 4. La structure atomique

• 5. La classification des éléments

Une propriété peut être….

• caractéristiquecaractéristiqueconstitue une façon d'être ou

de réagir propre à une seule substance ou à un petit groupe de substances ... – point de fusion, d'ébullition

– masse volumique

– chaleur massique

– conductibilité électrique

– magnétisme

• non caractéristiquenon caractéristiqueconstitue une façon d'être ou

de réagir commune à un grand nombre de substances …– masse

– volume

– aire

– couleur

Une propriété peut être….

physiquephysique

• Elle exprime l ’état d ’une substance.

Ex:. L ’objet est rouge.

chimiquechimique

• Elle exprime le comportement d ’une substance.

Ex:. Le dihydrogène explose en présence de la flamme.

Une propriété peut être….

qualitativequalitative

• Elle exprime une qualité.

Ex:. L ’objet a une forme arrondie.

quantitativequantitative

• Elle s ’exprime habituellement par une valeur numérique.

Ex:. La masse est de 50 grammes

2. Propriétés caractéristiques …………………………...……….…...(des gaz)

Des tests caractéristiques nous permettent d ’identifier une substance gazeuse

>>>>>>>>>>>le test de la flamme•L ’hydrogène

•L ’oxygène>>>>>>>>>>> le test du tison

•Le CO2

>>>>>>>>>>> le test de l ’eau de chaux

2. Propriétés caractéristiques ……………………………...….…...(des liquides)

Les propriétés caractéristiques nous permettent d’identifier une substance liquide

• Conductibilité électrique• Papier au dichlorure de cobalt = beige rosé

• Mesure du degré d ’acidité>>>>>>>>>>> test du tournesol

• Mesure de la masse volumique

La masse volumique …………………………...……….…...(protocole)

• 1. Peser un cylindre gradué vide• 2. Remplir le cylindre gradué de liquide.• 3. Peser le cylindre gradué plein.• 4. Soustraire les deux masses pour trouver

la masse du liquide seul.• 5. Mesurer le volume du liquide.• 6. Diviser la masse par le volumeEx:. Un liquide mesure 20 mL. Il pèse 15,8

grammes. Sa masse volumique est de…. 15,8 g

20mL 0,79 g

mL

2. Propriétés caractéristiques ………………………...……….…...(des solides)

• Les propriétés caractéristiques nous permettent d ’identifier une substance solide

• Conductibilité électrique

• Mesure de la masse volumique

La masse volumique ……………………………………….....(protocole)

• 1. Mesurer la masse du solide

• 2. Mesurer le volume du solide– mesurer un volume d'eau dans le cylindre– placer le solide dans le cylindre– calculer l ’augmentation du volume de l ’eau.

• 3. Diviser la masse par le volumeex:. Un objet mesure 20 mL. Il pèse 150 grammes.

Sa masse volumique est de…. 150g20 cm 7,5g / cm3

3

3. Les changements…..

physiques• Ils ne modifient pas la

nature de la substance.Ex:. La glace, l’eau et un nuage

sont formés de la même substance

chimiques• Ils changent la nature ,

la composition de la substance.

Ex:. La rouille et le fer n ’ont pas la même formule chimique.

Les changements chimiques se reconnaissent par...

• La production de chaleur et de lumière.

• Le dégagement d ’un gaz.

• La formation d ’un précipité.

• Le changement de couleur.

CE NE SONT QUE DES INDICES.CE NE SONT QUE DES INDICES.Est-ce que la composition de la substance Est-ce que la composition de la substance

est modifiée ???est modifiée ???

Classification de la matière

Un mélange renferme plusieurs substances pures

Tout ce qui possède une masse et occupe un certain volume.

…homogènes …hétérogènes éléments composés

H2OCO2

CH3COOHNaCl

H2

CoNeNa

Qui peut me dire….Dans quelle catégorie peut-on situer...

1.- l ’eau distillée...Une substance matérielleUne substance pureUn composé

2.- la crème glacée aux cerises...

Une substance matérielleUn mélange... hétérogène

3.- le jus de tomates...Une substance matérielleUn mélange... homogène

S S

??????

???

Qui peut me dire….(suite)Dans quelle catégorie peut-on situer...

1.- le cuivre...Une substance matérielleUne substance pureUn composé

2.- la crème glacée aux cerises...

Une substance matérielleUn mélange... hétérogène

3.- le jus de tomates...Une substance matérielleUn mélange... homogène

S S

???

Impacts des changements

4. Les modèles atomiques

• Aristote et Démocrite (400 av JC)

• Modèle de Dalton (1850)

• Modèle de Thomson (1880) • Modèle de Rutherford (1903)

• Modèle actuel simplifié - Rutherford-Bohr (1930)

Aristote et Démocrite (400 av JC)

DDémocrite• La matière est

discontinue

• Elle est formée de particules que je nomme: atomes

Aristote• La matière est

uniforme• Il ne peut pas y avoir

de vide dans la matière

Modèle de Dalton (1850)

• La matière est formée d ’atomes

• Ils varient selon les éléments

• Ils s ’unissent pour former des molécules

• ex:. 2 H2 + O2 ==> 2 H2O Légende

= H

= O

Modèle de Thomson (1880)

• Les atomes sont formés d ’une masse positive parsemée d ’électrons négatifs.

_ _

_

_

_

__

__

___

_

_

___

Modèle de Rutherford (1903)

• Les atomes sont formés d’un noyau positif dense et compact entouré d ’électrons.

+++

Modèle actuel simplifié - Rutherford-Bohr (1930)

• Les atomes sont formés d’un noyau positif dense et compact entouré d ’électrons répartis sur plusieurs couches électroniques.

Modèle actuel simplifié - Rutherford-Bohr (1930)

Électrons Noyau: protons et neutrons

Voici un exemple

Les isotopes (définition)

• Les isotopes sont des éléments ayant le même numéro atomique mais des masses différentes.

Exemple:

• Le carbone 12 ==>

• Le carbone 14 ==>

no 6, symbole C, masse 12

no 6, symbole C, masse 14

Les isotopes (applications)

Archéologie Datation des vestiges archéologiques

Centrales nucléaires

Production de l’électricité

MédecineTraitement du

cancer

Industrie alimentaire

Irradiation des aliments

Substances radioactives

Utilisateurs Utilisations

Carbone 14

Uranium 235

Cobalt 60

???????????

5. La classification des éléments

Les métaux et les non métaux (positions)

Les métaux et les non métaux (propriétés métalliques)

• Ils sont brillants

• Ils sont conducteurs

• Ils sont malléables

• Ils réagissent aux acides

Les métaux alcalins

Les métaux alcalins (propriétés)

• Ils sont mous (facile à couper)

• Ils réagissent facilement à l ’eau

Les alcalino-terreux

Les alcalino-terreux (propriétés)

• Ils sont plus durs que les métaux alcalins

• Ils sont moins réactifs

Les halogènes

Les halogènes (propriétés)

• Ils sont corrosifs

• Ils sont bactéricides

Les gaz inertes

Les gaz inertes (propriétés)

• Ils ne réagissent pas, ils sont inertes (!)

La structure atomique

• Le noyau de l ’atome est dense et compact.

• Il est formé de protons (positifs) et de neutrons (neutre)

3

Li

6,94

Le lithium Le noyau

d ’un atome

de lithium

7 - 3 =

La structure atomique (suite)

• Le noyau de l ’atome est entouré d ’électrons (négatifs)

• Ils sont répartis sur plusieurs couches… électroniques

La structure atomique (suite)

Électrons Noyau: protons et neutrons

voici un exemple

La structure atomique (suite)

• Le numéro atomique nous indique le nombre de protons dans le noyau.

• Le numéro de la période nous indique le nombre de couches électroniques.

• Le numéro de la famille nous indique le nombre d ’électrons sur la dernière couche.

numéro atomiquenuméro atomiqueprotonsprotons

numéro de la périodenuméro de la périodecouches électroniquescouches électroniques

numéro de la famillenuméro de la familleélectrons sur la dernière coucheélectrons sur la dernière couche

•À titre d ’exemple, voici une représentation d ’un atome d ’oxygène…..

La structure atomique (suite)

Deuxième périodedoncDeux couches électroniques

Numéro 8donc8 protons

Masse atomique de 16donc8 protons et 8 neutrons

L ’atome d ’oxygène

La structure atomique (suite)

• On peut aussi indiquer la configuration électronique de la façon suivante:

O 2) 6)

•Dans ce cas on n’indique pas la composition du noyau

La nomenclature

chlorure de sodium

bi fluorure de magnésium

bioxyde de sodium

NaCl se nomme

Mg F2 se nomme

Na2O se nomme

AlBr3 se nommetri bromure d ’aluminium

Fin du module 1