chapitre 4. les éléments chimiques présents dans lunivers
TRANSCRIPT
![Page 1: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/1.jpg)
Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans l’Univers
![Page 2: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/2.jpg)
4.1. UN MODÈLE DE L’ATOME
![Page 3: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/3.jpg)
a) Les modèles de l’atome dans l’histoireLe modèle de Démocrite (460 – 370 av. J.-C.)
• La matière est constituée de petits « grains » indivisibles appelés atomes
• A-tomos = in-sécable• Les atomes ont diverses
formes , ce qui explique la diversité de la matière
![Page 4: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/4.jpg)
Le modèle d’Aristote (384 – 322 av. J.-C.)
• La matière est constituée de 4 éléments :
- Le feu- L’air- La terre- L’eau
![Page 5: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/5.jpg)
Le modèle de Dalton(1766 – 1844)
• L’atome est une sphère pleine de matière
![Page 6: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/6.jpg)
Le modèle de Thomson(1856 – 1940)
• Découvre l’électron, une particule chargée négativement
• L’atome est une sphère chargée positivement parsemée d’électrons en mouvement. L’ensemble est électriquement neutre
![Page 7: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/7.jpg)
Expérience de Rutherford
![Page 8: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/9.jpg)
Modèle de Rutherford
• l’atome est constitué d’un noyau chargé positivement autour duquel les électrons sont en mouvement
![Page 10: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/10.jpg)
b) L’atome
• Constitué : d’un noyau ( association de protons et de
neutrons) de électrons (autour du noyau)
![Page 11: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/11.jpg)
La charge électrique
![Page 12: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/12.jpg)
La charge électrique
![Page 13: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/13.jpg)
• Les types de charges : Positives Négatives
• La charge électrique élémentaire La charge portée par le proton Notée e=1,6x10-19 C
• La charge électrique du noyau Q=Ze
![Page 14: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/14.jpg)
• La cohésion de l’atome • Le numéro atomique (Z)• Le nombre de masse (A)• Les nucléons• Symbole de l’atome
![Page 15: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/15.jpg)
Applications: 1/p.65
![Page 16: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/16.jpg)
• À la maison :2/p.65
![Page 17: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/17.jpg)
Application : 3/p.65
![Page 18: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/18.jpg)
• À la maison : 4,5/p.65
![Page 19: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/19.jpg)
c) Élément chimique et isotopes
• L’élément chimique – Est caractérisé par son numéro atomique Z
• Les isotopes– Sont des noyaux qui ont le même nombre de
protons, mais un nombre de neutrons différent (même Z, mais des A différents)
• Les isotopes ont les même propriétés physiques et chimiques
• Exemple : les isotopes de l’élément hydrogène
![Page 20: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/20.jpg)
Application : 9/p.65
![Page 21: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/21.jpg)
• À la maison : 10/p.65
![Page 22: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/22.jpg)
d) La masse d’un atome
• La masse Matome= (A-Z)mn+Z.mp+Z.me
mn=la masse du neutronmp =la masse du protonme =la masse de l’électrons
• La masse approchée Mapprochée=A.mnucléon
![Page 23: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/23.jpg)
Application : 6/p.65
![Page 24: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/24.jpg)
4.2. LE NUAGE ÉLECTRONIQUE
![Page 25: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/25.jpg)
a) Le nuage électronique
• Les couches électroniques Les électrons d’un atome sont répartis sur des couches électroniques
• Noms des couches K,L,M
• Nombre maximal d’électrons sur chaque couche 2n2
n=le nombre de la couche (n=1 pour la couche K, n=2 pour la couche L….)
• Structure électronique La répartition des électrons dans les différentes couches
![Page 26: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/26.jpg)
Application : 1/p.80 (1., 2.)
![Page 27: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/27.jpg)
• Couche externe, électrons de valenceC’est la dernière couche occupée Elle contient des électrons appelés « de valence »
et qui sont les seuls impliqués lors des réactions chimiques
• Couches internes, électrons de cœurToutes les autres couches de l’atomeElles contiennent les électrons dits « de cœur »
![Page 28: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/28.jpg)
Application : 1/p.80 (3.)
![Page 29: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/29.jpg)
b) La structure électronique des gaz nobles
• Les gaz nobles Sont les éléments situés dans la dernière colonne du tableau
périodique: He, Ne, Ar, Kr, Rd Sont des éléments remarquablement stables ( ne donnent
pratiquement pas de réaction chimique)• He (Z=2):
K2
• Ne (Z=10): K2L8
• Ar (Z=18): K2L8M8
![Page 30: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/30.jpg)
• Conclusion : – les gaz nobles ont une couche électronique externe
contenant 2 électrons (un duet) ou 8 électrons (un octet); – cette structure explique la stabilité particulière des gaz
nobles• Les autres éléments : – ne sont pas stables– Lors des réactions chimiques perdent ou gagnent des
électrons afin d’acquérir la structure électronique externe du gaz noble le plus proche
– Ils se transforment en ions
![Page 31: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/31.jpg)
Application: 3/p.80
![Page 32: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/32.jpg)
c) Les ions monoatomiques
• Ion = atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons ( au maximum 3)
• Types :– Les cations = ions positifs (atomes qui ont perdu
un ou plusieurs électrons)– Les anions = ions négatifs (atomes qui ont gagné
un ou plusieurs électrons)
![Page 33: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/33.jpg)
Application : 2/p.80
![Page 34: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/34.jpg)
• À la maison : 4/p.80
![Page 35: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/35.jpg)
4.3. LE TABLEAU PÉRIODIQUE
![Page 36: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/36.jpg)
Le tableau de Mendeleiev
• 1869 : propose une classification des 63 éléments chimiques connus à partir des similitudes de comportement chimique
• Les éléments sont classés par masse atomique croissante
![Page 37: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/37.jpg)
La classification actuelle• Par numéro atomique Z croissant• Met en évidence les comportements
chimiques similaires des éléments lorsque Z croît
![Page 38: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/38.jpg)
Exemple : les 3 métaux Li, Na, K
• Ils sont moins denses que l’eau
• Ils sont mous• Ils possèdent une
température de fusion basse
• Ils réagissent avec l’eau et donnent des hydroxydes solides, blancs, translucides et corrosifs
• 2Li+2H2O -> 2LiOH+H2
• 2Na+2H2O -> 2NaOH+H2
• 2K+2H2O -> 2KOH+H2
![Page 39: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/39.jpg)
Exemple : Mg, Ca, Sr, Ba
• Ils s’enflamment de façon violente en présence de O2 pour former des oxydes cristallins
• 2Mg+O2 -> 2MgO
• 2Ca+O2 -> 2CaO
• 2Sr+O2 -> 2SrO
• 2Ba+O2 -> 2BaO
![Page 40: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/40.jpg)
Exemple : F, Cl, Br, I
• Aux température et pressions usuelles ils sont présents sous forme moléculaire : F2, Cl2, Br2, I2
• Ils s’associent avec Na pour former des solides
• 2Na + F2-> 2NaF
• 2Na + Cl2-> 2NaCl
• 2Na + Br2-> 2NaBr
• 2Na + I2-> 2NaI
![Page 41: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/41.jpg)
• Le tableau périodique a une structure en lignes et colonnes (groupes)
• Tous les éléments possédant une réactivité analogue (même types de réactions chimiques) se trouvent dans une même colonne
![Page 42: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/42.jpg)
La famille des alcalins (colonne 1)
![Page 43: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/43.jpg)
La famille des halogènes (colonne 17)
![Page 44: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/44.jpg)
La famille des gaz nobles (colonne 18)
![Page 45: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/45.jpg)
• La classification périodique est reliée à la structure électronique des éléments
• Application : donner la structure électronique des 3 premières lignes
![Page 46: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans lUnivers](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062316/551d9d93497959293b8ca244/html5/thumbnails/47.jpg)
• Tous les éléments ont le même nombre d’électrons sur leur couche électronique externe
• Tous les éléments d’une colonne donnent le même type d’ion