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C-I UN VOYAGE VERS L’INFINIMENT PETIT : L’ATOME I- Que faut-il savoir sur les a

C-I UN VOYAGE VERS L’INFINIMENT PETIT : L’ATOME I- Que faut-il savoir sur les atomes et les molécules après la 4éme ? Vous devez être capable de différencier les formules des atomes et des molécules. Comment s’y prend t-on ? 1- Atome : Un atome est symbolisé par une formule chimique qui est une lettre majuscule éventuellement suivie d’une lettre minuscule. Exemple : atome d’Hydrogène : H atome de carbone : C atome d’oxygène : O atome de cuivre : Cu atome de Fluor : F atome de fer : Fe Remarque : Souvent cette lettre majuscule correspond au nom français mais ce n’est pas toujours le cas. Exemples : Atome d’or : Au Atome d’azote : N Un atome a la forme d’une sphère très petite : 10 milliardième de mètre = 1 mètre / 10 000 000 000 = 1 × 10-10 m = 0,1 nanomètre = 0,1 x 10-9 m 2- Molécule : Qu’est ce qu’une molécule ? Une molécule est un ensemble d’atomes liés entre eux. On en déduit que la formule d’une molécule sera soit avec plusieurs majuscules correspondant aux atomes qui la constituent soit avec une lettre majuscule avec en indice un nombre qui indique le nombre d’atomes qui la constitue. Exemples : la molécule de dihydrogène : H2 molécule de dioxyde de carbone : CO2 La molécule d’eau : H2O molécule de dioxygène : O2 molécule de méthane : CH4 Modèle moléculaire : on peut représenter des molécules ou des atomes à l’aide de modèles. Ci-dessous, après avoir écrit la formule chimique de la molécule de dioxygène O2 dessiner son modèle moléculaire. Même question pour la molécule de dioxyde de carbone. CO2 3- Exercice : Placer les espèces chimiques suivantes, dans le tableau ci-dessous : C, H2O, Au, NH3, N, CO, Br2 : Atome Molécule C, Au, N, H2O, NH3, CO, Br2 Écriture d’une formule moléculaire H2O Symbole atome Hydrogène Symbole atome Oxygène L’indice « 2 » indique le nombre d’atome de la lettre précédente (ici, deux atomes d’hydrogène) Molécule d’eau H2O Donner la composition de deux molécules (au choix) du tableau ci-dessus : Molécule ammoniac NH3 constituée de 3 atomes d’Hydrogène H et d’un atome d’azote N. La molécule de monoxyde de carbone CO est constituée d’un atome de carbone et d’un atome d’oxygène. II- De quelle manière a-t-on atteint nos connaissances actuelles de l’atome ? 1- Étude d’un document : Historique de l’atome : Durant plus de 25 siècles, un cheminement parfois tortueux semé d’idées, d’intuitions, d’expériences, de différents outils a permis de prouver l’existence des atomes et de connaître leurs caractéristiques. Pour Démocrite (400 avt JC), la matière est constituée de très petits grains indivisibles appelés atome. Cette idée d’atome va cependant être abandonnée pendant 25 siècles !!! Elle sera de nouveau mise en avant par John Dalton (1808). Pour Dalton, l’atome est une sphère simple et indivisible, semblable à une boule de billard. En 1897, Joseph Thomson découvre un constituant de l’atome qu’il appelle électron (charge électrique négative). Dans le modèle de Thomson, l’atome est constitué d’une boule remplie d’une substance électriquement positive « fourrées » d’électrons négatifs, ce modèle est appelé le Pudding de Thomson (voir image ci-contre). En 1909, Ernest Rutherford découvre qu’un atome possède un noyau qui est chargé positivement. Il propose un modèle pour l’atome : les électrons tournent autour du noyau (qui est au centre) et l’ensemble « noyau + électron » est électriquement neutre. Le noyau est 100 000 fois plus petit que l’atome. En 1913, Niels Bohr, chimiste suédois, pense que les électrons se déplacent sur des orbites bien définies. Le modèle imaginé par le physicien autrichien Shrödinger en 1927, toujours utilisé, définit des zones dans lesquelles il y a plus de chances de trouver les électrons mais sans connaître précisément leurs positions. Le diamètre de l’atome est de l’ordre de 10-10 m. Le noyau de l’atome : Le noyau de diamètre de l’ordre de 10-15 m, est formé de deux types de particules appelées nucléons : le proton et le neutron. Leurs caractéristiques sont très proches, mais le proton est chargé positivement et le neutron n’a pas de charge électrique : il est neutre !!! Questions : a- Suite à la découverte de Joseph Thomson, peut-on toujours dire qu’un atome est indivisible ? Justifier. Non car l’électron est une partie de l’atome. Il peut donc être « divisé » !!! b- Quelles sont les 2 parties principales d’un atome ? Un noyau central et des électrons qui gravitent autour du noyau. c- Quel est le signe de la charge électrique d’un électron ? Un électron est chargé négativement. d- Quelles particules trouve-t-on dans le noyau d’un atome ? Quel est le signe de la charge électrique de ces 2 types de particules du noyau ? Les 2 types de particules dans le noyau sont : - Le proton dont la charge électrique est positive - Le neutron dont la charge électrique est neutre. En déduire la charge électrique globale du noyau. La charge électrique du noyau est positive car il comporte des particules chargées positivement : les protons et des particules n’ayant pas de charge : les neutrons. e- L’atome est-il électriquement chargé ? Expliquez. ? Non, l’atome est électriquement neutre c’est à dire qu’il possède autant de charges positives contenues dans le noyau que de charges négatives portées par les électrons. f- Compare la dimension du noyau à celle de l’atome. . Le noyau est 100 000 plus petit que l’atome. Si diamètre du noyau égale 1 cm alors le diamètre de l’atome égale 1*100 000 = 100 000 cm = 1 000 m = 1 km !!! g- Qu’y a-t-il entre noyau et les électrons ? Le vide donc rien !!! h- A votre avis, les recherches sur l’atome continuent-elles ? Oui, il y a le grand collisionneur à la frontière France-Suisse au CERN. III- L’atome : 1- Composition d’un atome : (que contient-il ?) Un atome est constitué : - d’un noyau contenant des nucléons. Il y a les protons de charge électrique positive et des neutrons n’ayant pas de charge électrique donc neutre. Le noyau est chargé positivement. - d’électrons (charges négatives) qui se déplacent autour du noyau - entre le noyau et les électrons, il n’y a rien : le vide !!! 2- Caractéristiques d’un atome : (forme, taille, charge électrique, masse, ….) Un atome a une forme sphérique. Le diamètre d’un atome est de l’ordre de 0,1 nm (nanomètre : 1 nm = 10-9 m). Il possède un noyau central chargé positivement autour duquel tournent des électrons chargés négativement. Le noyau est composé de nucléons : les protons chargés positivement et les neutrons n’ayant pas de charge électrique. Le noyau est 100 000 fois plus petit que l’atome !!! La masse de l’atome est pratiquement égale à celle du noyau. Un atome est électriquement neutre c’est à dire il possède autant de charges positives contenues dans le noyau que de charges négatives portées par les électrons. 3- Symboles des atomes : Voir I) Schéma d’un atome Légende : : électron : noyau Attention : ce schéma n’est pas à l’échelle 11 - 11 + noyau Atome de sodium Na proton neutron Ce noyau possède 11 protons (et 12 neutrons) uploads/s3/ chimiecoursn01-16-17-ent-pdf.pdf