Les atomes et molécules

Toute la matière est formée de particules.
Dans les substances pures, il y a deux types de particules :

  • Les atomes : il y a une centaine de substances qui existent un peu partout dans l’univers. Les humains ont réussi à fabriquer une vingtaine d’éléments artificiels nouveaux.
    • Nombre total connu : 118.
    • Exemples : H est l’atome d’hydrogène. O est l’atome d’oxygène.
  • Les molécules : ce sont des particules formées de plusieurs atomes combinés. Exemple : H2O.


Les atomes – Ce sont des particules de matière qui sont en fait formés de particules élémentaires. Dans un atome il y a :

  • Le noyau – au centre de l’atome, c’est la partie la plus lourde.
    • Les protons : le nombre détermine la substance. Les protons sont positifs.
    • Les neutrons : sont neutres.
  • Autour du noyau, il y a les électrons. Certains disent que les électrons orbitent autour du noyau. Les électrons sont négatifs.
    • Il y a des couches d’électrons dans l’atome. Ces couches ont un nombre limité de places.

Exemple de quelques atomes :

  • Hydrogène – 1 proton, 1 électron, zéro neutron.
  • Hélium – 2 protons, 2 neutrons, 2 électrons.
  • Carbone – 6 protons, 6 neutrons, 6 élections.

Il y a toujours autant d’électrons que de protons dans un atome neutre.
Le nombre de protons détermine la matière


Les isotopes – Le nombre de neutrons peut changer, cela crée des « cousins » bizarre qu’on nomme les isotopes.

Exemple de quelques isotopes : hydrogène simple ou protium, deutérium et tritium.


Le tableau des éléments

Il classe les atomes par le nombre de protons. Le tableau a été créé par plusieurs scientifiques, dont le célèbre Dimitri Ivanovich Mendeleiv. En créant ce tableau, il a trouvé qu’il y avait des cases vides et a pu prédire les éléments inconnus.

Quelques éléments qu’il faut connaître – Projet de recherche. 

  • Hydrogène
  • Hélium
  • Lithium, sodium et potassium
  • Béryllium, calcium et magnésium.
  • Bore et Aluminium
  • Carbone et Silicium.
  • Azote et phosphore
  • Oxygène et soufre
  • Fluor et Chlore
  • Néon et Argon
  • Cuivre, Argent et Or
  • Fer, Zinc, Aluminium
  • Bismuth, Plomb
  • Américium et Uranium

La chaine vidéo du professeur Martyn Poliakoff


Les liaisons

Certaines liaisons entre atomes sont formées par le partage des électrons. Exemple H2O. Ce sont les liaisons covalentes.

Exemple C : 4 / O : 2 / H : 1 / N : 3, 4

D’autres liaisons sont formées par une prise ou abandon d’électron. Exemple Na+ Cl-. Ce sont les liaisons ioniques.

Activité


Quelques substances chimiques simples.

  • H2O – l’eau
  • H2O2 – le peroxyde d’hydrogène
  • CO – poison – le monoxyde de carbone
  • CO2 – le dioxyde de carbone – la respiration
  • CH4 – méthane – “pets de vaches”
  • HCN – poison – cyanure et KCN
  • NH3 – ammoniac – réagit avec l’eau  NH4OH
  • Les alcools – CH3OH, C2H5OH, C3H7Oh
  • C6H12O6
  • N2O – Protoxyde d’azote – gaz hilarant
  • NO2 – Dioxyde d’azote – Précurseur acide nitrique.

La radioactivité

Certains isotopes d’atomes sont instables (avec un nombre différent de neutrons). Certains disparaissent au bout de quelques secondes, d’autres durent des milliers ou des millions d’années.

Exemple le carbone existe sous plusieurs formes :

  • Carbone 12 – 6 protons, 6 neutrons – Stable.
  • Carbone 13 – 6 protons, 7 neutrons – Stable
  • Carbone 14 – 6 protons, 8 neutrons – Demi-vie : 5730 années – Exercice sur la demi-vie.

Exemple l’uranium existe sous plusieurs formes :

  • Uranium 218 – 92 protons, 126 neutrons – 6 millisecondes
  • Uranium 227 – 92 protons, 135 neutrons – 1,1 minutes
  • Uranium 231 – 92 protons, 139 neutrons – 4,2 jours
  • Uranium 232 – 92 protons, 140 neutrons – 68,9 années.
  • Uranium 234 – 92 protons – 142 neutrons – 245 500 années
  • Uranium 238 – 92 protons – 146 neutrons – 4 468 300 000 années

Il y a différentes formes de radioactivité.

Les trois principales sont :

  • Alpha – un noyau d’hélium
  • Beta – une particule comme un électron ou un positron
  • Gamma – une onde très puissante

La bombe atomique …