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La chimie à partir de zéro Par moejul www.openclassrooms.com Licence Creative C

La chimie à partir de zéro Par moejul www.openclassrooms.com Licence Creative Commons 6 2.0 Dernière mise à jour le 26/11/2012 Sommaire 2 Sommaire ........................................................................................................................................... 1 Lire aussi ............................................................................................................................................ 3 La chimie à partir de zéro .................................................................................................................. 3 Prérequis ........................................................................................................................................................................... 3 Méthodes et objectifs ........................................................................................................................................................ 3 Ce cours est dédié aux débutants en chimie .................................................................................................................... 4 Partie 1 : Les bases de la chimie ........................................................................................................ 4 Ô chimie, qui es-tu vraiment ? .......................................................................................................................................... 4 Comment étudier la chimie ? ...................................................................................................................................................................................... 4 Qu'est-ce que la chimie ? ............................................................................................................................................................................................ 5 À quoi ça sert ? ........................................................................................................................................................................................................... 5 Phénomène chimique ou physique ? .......................................................................................................................................................................... 6 Exercices ..................................................................................................................................................................................................................... 8 Atomes et molécules ......................................................................................................................................................... 9 Un monde très petit ..................................................................................................................................................................................................... 10 Les modèles atomiques ............................................................................................................................................................................................ 10 Le modèle de Dalton ................................................................................................................................................................................................. 10 Le modèle de Thomson ............................................................................................................................................................................................. 11 Le modèle de Rutherford et de Chadwick ................................................................................................................................................................. 12 Et après ? .................................................................................................................................................................................................................. 13 Synthèse ................................................................................................................................................................................................................... 13 Exercices ................................................................................................................................................................................................................... 16 Classons les éléments ! .................................................................................................................................................. 16 Le tableau périodique ................................................................................................................................................................................................ 16 Présentation du tableau ............................................................................................................................................................................................ 16 Premières observations ............................................................................................................................................................................................ 17 Première lecture d'une case ...................................................................................................................................................................................... 18 Remarques en vrac ................................................................................................................................................................................................... 18 Périodique ? .............................................................................................................................................................................................................. 18 Les groupes ............................................................................................................................................................................................................... 19 Lanthanides et actinides ........................................................................................................................................................................................... 19 Éléments méconnus .................................................................................................................................................................................................. 19 Différence entre élément et atome ............................................................................................................................................................................ 19 Exercices ................................................................................................................................................................................................................... 19 Avant de commencer, résumons ............................................................................................................................................................................... 19 C'est parti ! ................................................................................................................................................................................................................ 23 La danse des électrons ................................................................................................................................................... 23 La valence, une affaire d'électrons ............................................................................................................................................................................ 23 Couches électroniques .............................................................................................................................................................................................. 23 Valence chimique ...................................................................................................................................................................................................... 25 Notion d'ion ............................................................................................................................................................................................................... 25 Les anions ................................................................................................................................................................................................................. 25 Les cations ................................................................................................................................................................................................................ 26 Petit exemple pratique : les ions dans l'eau .............................................................................................................................................................. 26 Exercices ................................................................................................................................................................................................................... 29 Les atomes se lient ! ....................................................................................................................................................... 29 Les liaisons chimiques : comment ça marche ? ....................................................................................................................................................... 29 Principe de formation des liaisons ............................................................................................................................................................................ 29 Représentation de Lewis ........................................................................................................................................................................................... 30 Les différents types de liaisons ................................................................................................................................................................................. 30 La liaison covalente ................................................................................................................................................................................................... 31 La liaison ionique ...................................................................................................................................................................................................... 32 Différence entre liaison covalente et liaison ionique ................................................................................................................................................. 32 Quelques exemples .................................................................................................................................................................................................. 32 La molécule d'eau ..................................................................................................................................................................................................... 32 Plus compliqué : le phosphure de calcium ................................................................................................................................................................ 33 Exercices ................................................................................................................................................................................................................... 2/35 www.openclassrooms.com La chimie à partir de zéro Le tutoriel que vous êtes en train de lire est en bêta-test. Son auteur souhaite que vous lui fassiez part de vos commentaires pour l'aider à l'améliorer avant sa publication officielle. Notez que le contenu n'a pas été validé par l'équipe éditoriale du Site du Zéro. Par moejul Mise à jour : 26/11/2012 Difficulté : Facile La chimie, difficile ? Que nenni ! V ous pensez que cette matière n'est pas faite pour vous ? V ous pensez que la chimie, c'est nul ? Eh bien lisez ce tutoriel, car tout le monde est capable de comprendre la chimie. Et quand on comprend, souvent on aime. Prérequis Pour lire ce cours, vous n'avez pas besoin de prérequis, car on va partir de zéro. Mais vraiment de zéro ! Méthodes et objectifs Je me suis fixé deux objectifs principaux durant la rédaction de ce tutoriel. Premièrement, j'aimerais rendre la chimie plus attrayante et donc je voudrais que ce cours puisse intéresser tous les lecteurs, quel que soit leur âge et leurs ambitions. C'est-à- dire vous entre autres, qui lisez ces lignes. Deuxièmement, j'aimerais bien sûr qu'après votre lecture, vous ayez assimilé les connaissances de base de cette science. Chaque chapitre de ce cours sera ponctué par des exercices résolus et un QCM qui fera office d'interrogation. V ous remarquerez que certains chapitres sont des "examens". Non, ne prenez pas peur, prenez plutôt ça comme une opportunité pour tester vos connaissances et de voir ce qui est mal assimilé. Pour vous aider, chaque examen sera précédé d'une synthèse résumant toutes les nouvelles choses que vous aurez vues. V ous voyez, je fais vraiment tout pour vous aider. Ce cours est dédié aux débutants en chimie Dans ce tutoriel, je vais volontairement omettre certains détails afin de ne pas embrouiller les lecteurs ayant peu ou pas de notions en chimie. Certaines informations seront même erronées aux yeux de certains. Cela est volontaire. V ous comprendrez que je ne peux pas parler de notions plus complexes comme les orbitales moléculaires ou les nombres quantiques au début d'un cours de chimie qui se veut facilement accessible aux débutants. Assez parlé comme ça, laissez-moi maintenant vous faire découvrir cet univers merveilleux qu'est la chimie. Allez, en route ! Sommaire 3/35 www.openclassrooms.com Partie 1 : Les bases de la chimie Comme promis, nous allons commencer à partir de zéro. Tout d'abord, nous partirons à la découverte de la chimie : qu'est-ce que c'est ? Et à quoi ça sert ? Ensuite, dans les chapitres suivants, nous aborderons les notions de base de la chimie. Je pense que ce seront les chapitres les plus difficiles à assimiler, car les notions de molécule, d'atome et de liaison peuvent vous paraître abstraites et vous laisser perplexe si vous débutez. Mais une fois ces concepts maîtrisés, vous verrez comment on nomme les molécules, comment on représente des réactions chimiques... Tout ceci prendra un sens, et vous aurez un bagage suffisant pour pousser vos connaissances plus loin. J'espère avoir réussi à vous motiver ! Ô chimie, qui es-tu vraiment ? V ous pensiez vous lancer corps et âme dans la chimie ? V ous pensiez que demain, vous ajouteriez un liquide rouge et fumant à un autre liquide bleu plein de bulles pour créer un truc vert qui explose au contact de l'eau ? Eh bien non, désolé. Je sais, je dis ça de façon un peu cruelle, mais apprendre la chimie, ça prend du temps. Bien que ça soit une matière très logique, il faut y aller doucement et beaucoup pratiquer, et vous êtes encore loin de risquer de faire exploser votre laboratoire lors d'une expérience comme dans les films. Bref, avant toute chose, il me semble important de vous expliquer ce qu'est exactement la chimie, à quoi ça sert, et pourquoi c'est une science à part entière. V ous verrez bientôt que la chimie est présente dans notre vie de tous les jours... Comment étudier la chimie ? Pour étudier, qu'il s'agisse de chimie, de mathématiques, ou de n'importe quelle autre matière, il faut réaliser 3 étapes : 1. Comprendre ce qu'on lit. Oui, il arrive parfois de ne plus rien comprendre à notre lecture. Et c'est handicapant car la chimie est une suite logique de concepts, donc si vous n'en comprenez pas un, vous ne comprendrez pas non plus ceux d'après. Tout ça pour dire que si vous ne comprenez pas quelque chose, il faut s'arrêter et relire, poser des questions, jusqu'à ce que tout soit clair ! 2. Retenir les concepts importants. Quand on a compris, il faut retenir. Il y a des choses à retenir par cœur, et d'autres à savoir expliquer ou refaire. Ne retenez donc pas forcément tout mot par mot ! Par exemple, la nomenclature est quelque chose à connaître sur le bout des doigts, mais c'est loin d'être le cas de la plupart des concepts abordés. Dans ces cas-là, vous devrez juste être capable d'expliquer les notions avec vos mots. Si vous pouvez faire ça à chaque fois, c'est que vous avez tout retenu. 3. Appliquer et pratiquer. Car il faut bien que tout cela serve à quelque chose ! C'est vraiment important : plus vous pratiquez, mieux vous retenez et plus vous comprenez. C'est d'ailleurs pour ça que je proposerai des exercices en fin de chaque chapitre. Par contre, je ne pourrai malheureusement pas vous faire manipuler les produits chimiques directement, mais j'essaierai de vous proposer quelques applications manuelles faciles à réaliser chez vous. Pendant la lecture de ce big-tuto, je vous conseille de repenser régulièrement à ce que je viens de dire : comprendre, retenir, appliquer. C-R-A. C'est la clef de la réussite. Qu'est-ce que la chimie ? Ça peut paraître absurde de vous expliquer ce qu'est la chimie, mais il me semble que c'est un point qu'il faut éclaircir. Alors pour avoir une définition, rien de tel que le dictionnaire : Citation : Le petit Larousse illustré, édition 2007 Science qui étudie la constitution atomique et moléculaire des corps, ainsi que leurs interactions. Mouais... Ça vous fait peur aussi les définitions des dicos ? En tout cas, je souhaite vous expliquer ça avec mes mots. La chimie est donc tout d'abord une science, tout comme la physique ou la biologie. Cette science s'intéresse à la nature de la matière : la façon dont elle est constituée, comment elle réagit dans un milieu donné, etc. Elle s'intéresse donc aussi à l'évolution de cette matière si on la met en contact avec une autre. Par exemple, si vous voulez savoir pourquoi le fer rouille, vous pouvez le demander à un chimiste, il pourra vous répondre car il s'agit de l'étude de l'évolution du fer dans un milieu donné (l'eau par exemple). On peut parfois considérer la chimie comme de la cuisine. On associe plusieurs choses (les "ingrédients" s'appellent les La chimie à partir de zéro 4/35 www.openclassrooms.com réactifs), et on observe le uploads/Finance/ la-chimie-a-partir-de-zero.pdf