Atomes et molécules - Physique - 3ème

Atomes et molécules - Physique - 3ème

Retrouve sur brevetdescolleges.fr la fiche de physique-chimie 3ème sur les atomes et les molécules !

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Atomes et molécules - Physique - 3ème

Le contenu du document

Le mot atome vient du grec « atomos » qui signifie insécable (que l’on ne peut couper), car les Grecs pensaient que l’atome était la plus petite partie qui composait la matière.

L’avancée des travaux scientifiques a ensuite permis de mettre en évidence que l’atome n’était pas indivisible. Les représentations de l’atome ont donc évolué au cours du temps : on parlera donc de modèle atomique. Voici quatre modèles atomiques proposés par quatre scientifiques différents au cours du temps :

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PRÉREQUIS

  • Connaître les 3 états de la matière, leurs propriétés macroscopiques et microscopiques
  • Notion de corps pur, de mélange
  • Les éléments sur Terre et dans l’univers
  • Connaître la composition de l’air
  • Associer leurs symboles aux éléments à l’aide de la classification périodique

OBJECTIFS

  • Connaître les constituants de l’atome, structure interne d’un noyau atomique
  • Être capable de donne la composition d’un atome
  • Interpréter une formule chimique en termes atomiques

I. QUELLE EST LA STRUCTURE DE L’ATOME ?

À RETENIR. Un atome se compose :

D’un noyau (chargé positivement) dans lequel on trouve les protons (chargés positivement) et les neutrons (neutres, donc aucune charge). L’ensemble des protons et neutrons est appelé nucléons.

D’électrons (chargé négativement) qui gravitent autour d’un noyau.

L’atome contient autant de charges positives (protons) que de charges négatives (électrons) : il est donc électriquement neutre (charge nulle).

II. DE QUOI SE COMPOSE LE NOYAU ATOMIQUE ?

Dimitri Mendeléiev, avec sa classification périodique des éléments, a classé les éléments par numéro atomique croissant.

À RETENIR. Le numéro atomique, noté Z, correspond au nombre de protons présents dans le noyau d’un atome. Le nombre de nucléons, aussi appelé nombre de masse, est lui noté A, et le nombre de neutrons est noté N.

 

N = A – Z.

Dans la classification périodique actuelle, c’est-à-dire celle de Dimitri Mendeléiev, le noyau des atomes sont tous symbolisés de la manière suivante :

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L’élément est l’atome de cuivre (Cu), son numéro atomique Z = 29 et  son nombre de masse A = 63. On en déduit le nombre de neutrons en faisant le calcul :

 

N = A – Z = 63 – 29 = 34 neutrons.

 

REMARQUE. Ce symbolisme est normalement celui à utiliser, mais dans certaines classifications périodiques, il n’est pas respecté.  Il faut donc que tu te réfères à la légende pour être certain de bien identifier Z et A.

 

III. COMMENT SE REPRÉSENTE UN ATOME ?

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IV. QUELLE EST LA TAILLE D’UN ATOME ?

            Les dimensions de l’atome sont toutes petites, c’est pour cela qu’on a longtemps pensé que l’atome ne pouvait se diviser. Aujourd’hui, on sait que le diamètre est de 10-10m= 0.0000000001 m et son noyau a un diamètre de 10-15 m= 0.000000000000001 m.

            Tu sais maintenant que le noyau contient protons et neutrons. Ces particules sont collées les unes aux autres. En revanche, les électrons qui tournent autour de ce noyau sont très libres et ont beaucoup de place.

            Tu peux te demander ce qu’il y a entre le noyau et les électrons ? Et bien, c’est le vide. Les scientifiques ont estimé la place qu’occupe le vide dans un atome et ils arrivent à une valeur d’environ 99%.

À RETENIR. La matière est essentiellement constituée de vide.

V. QU’EST-CE QU’UNE MOLÉCULE ?

DÉFINITION : Molécule. Les molécules sont des ensembles d’atomes (au moins 2). Tout comme les atomes, elles sont électriquement neutres.

 

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Sachant que l’atome rouge représente l’oxygène et le noir représente le carbone, les formules chimiques de ces 2 molécules s’écrivent H2O pour la molécule d’eau, et CO2 pour le dioxyde de carbone.

VI. COMMENT LIRE OU ÉCRIRE UNE FORMULE CHIMIQUE DE MOLÉCULE ?

Comme tu as pu le remarquer avec le paragraphe précédent, il y a dans une formule chimique :

  • des lettres
  • des chiffres ou nombres

Mais à quoi cela correspond-il ?

  • Chaque lettre majuscule correspond à un nouvel atome. S’il y a une lettre minuscule à côté d’une majuscule, il s’agit du même atome. C’est le symbole de l’atome.

Exemple : C correspond à l’atome de Carbone, O à l’atome d’Oxygène, Cu à l’atome de Cuivre.

  • Les chiffres ou nombres correspondent au nombre d’atomes présents. Il se rapporte toujours à la lettre avant le chiffre.

Exemple : H2O contient 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène.

CO2 contient 2 atomes d’oxygène et 1 atome de carbone

REMARQUE. Pour retrouver à quel nom correspond un symbole, tu dois utiliser la classification périodique des éléments de Dimitri Mendeleiev.

Ce que je dois savoir faire

  • Être capable de donner la composition d’un atome (proton, neutron, électron), connaissant le numéro atomique et le nombre de masse.
  • Être capable de donner la composition d’une molécule (nom et nombre des atomes présents).

LE PETIT + DANS TA COPIE

  • Respecte bien les conventions entre les majuscules et minuscules dans le symbole des atomes (ex : on écrit Cu et non pas CU, ou encore Cl et non pas CL).
  • Fais également attention à bien noter en indice (donc en bas à droite) le nombre de chaque atome dans une formule de molécule (C2H4 et non C2H4 ou encore C2H4).
  • Si les conventions sont bien respectées, cela permet au correcteur de mieux suivre et et l’aide à comprendre ce que tu as voulu écrire.

POUR ALLER PLUS LOIN …

  • À la découverte des atomes avec une animation de France TV
    • https://education.francetv.fr/atome-hotel/
  • Une émission de « C’est pas sorcier » sur la matière
    • https://www.youtube.com/watch?v=hxMNJ6-8n5c

Pour t’entraîner

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Sujet DNB Amérique du Nord 2017

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