Structure de la matiere et atomes — Physique-Chimie 3eme | Précepteur Scolaire
La structure de la matiere est un chapitre fondamental de chimie en 3eme. Comprendre comment la matiere est organisee — des atomes aux molecules — est la base de toute la chimie.
L'atome
Structure de l'atome
L'atome est constitue de :
- Un noyau central, tres petit, qui contient :
- Des protons (charge positive +)
- Des neutrons (charge neutre)
- Des electrons (charge negative -) qui gravitent autour du noyau
Ordres de grandeur :
- Diametre de l'atome : environ 10^(-10) m (0,1 nanometre)
- Diametre du noyau : environ 10^(-15) m (100 000 fois plus petit !)
- L'atome est donc essentiellement constitue de vide
Neutralite de l'atome
Un atome est electriquement neutre : il possede autant de protons (+) que d'electrons (-).
Exemple : L'atome de carbone a 6 protons et 6 electrons.
Notation
Un atome est represente par son symbole chimique :
- H : hydrogene (1 proton, 1 electron)
- C : carbone (6 protons, 6 electrons)
- O : oxygene (8 protons, 8 electrons)
- N : azote (7 protons, 7 electrons)
- Fe : fer (26 protons, 26 electrons)
Numero atomique Z
Le numero atomique Z est le nombre de protons dans le noyau. Il identifie l'element chimique.
Z = nombre de protons = nombre d'electrons (dans un atome neutre)
La classification periodique
Le tableau de Mendeleiev
Les elements chimiques sont classes dans le tableau periodique par numero atomique croissant.
Organisation :
- Lignes (periodes) : meme nombre de couches electroniques
- Colonnes (familles) : memes proprietes chimiques
Familles a connaitre :
- Colonne 1 : alcalins (Li, Na, K) — tres reactifs
- Colonne 17 : halogenes (F, Cl, Br, I) — tres reactifs aussi
- Colonne 18 : gaz nobles (He, Ne, Ar) — inertes, stables
Lire le tableau periodique
Pour chaque element, on trouve :
- Son symbole (ex : Na)
- Son nom (ex : sodium)
- Son numero atomique Z (ex : 11)
- Sa masse atomique (ex : 23)
Les molecules
Qu'est-ce qu'une molecule ?
Une molecule est un assemblage d'atomes lies entre eux par des liaisons chimiques.
Formule chimique
La formule chimique indique la nature et le nombre d'atomes dans la molecule.
Exemples :
- H₂O : 2 atomes d'hydrogene + 1 atome d'oxygene → eau
- CO₂ : 1 atome de carbone + 2 atomes d'oxygene → dioxyde de carbone
- C₆H₁₂O₆ : 6 C + 12 H + 6 O → glucose
- O₂ : 2 atomes d'oxygene → dioxygene
- CH₄ : 1 C + 4 H → methane
Molecules a connaitre pour le brevet
| Molecule | Formule | Composition |
|---|---|---|
| Eau | H₂O | 2 H + 1 O |
| Dioxygene | O₂ | 2 O |
| Diazote | N₂ | 2 N |
| Dioxyde de carbone | CO₂ | 1 C + 2 O |
| Methane | CH₄ | 1 C + 4 H |
| Glucose | C₆H₁₂O₆ | 6 C + 12 H + 6 O |
Les ions
Quand un atome gagne ou perd des electrons, il devient un ion.
- Ion positif (cation) : l'atome a perdu des electrons → Na⁺, Fe²⁺, Ca²⁺
- Ion negatif (anion) : l'atome a gagne des electrons → Cl⁻, O²⁻
Exemple : Na (11 protons, 11 electrons) → Na⁺ (11 protons, 10 electrons)
Exercices types brevet
Exercice 1 : L'atome d'aluminium a 13 protons. Combien a-t-il d'electrons ?
→ 13 electrons (neutralite de l'atome).
Exercice 2 : Donnez la composition de la molecule d'ethanol C₂H₆O.
→ 2 atomes de carbone, 6 atomes d'hydrogene, 1 atome d'oxygene.
Exercice 3 : L'ion chlorure Cl⁻ a 17 protons. Combien a-t-il d'electrons ?
→ 17 + 1 = 18 electrons (il a gagne 1 electron).
Exercice 4 : Deux elements sont dans la meme colonne du tableau periodique. Que peut-on dire ?
→ Ils ont les memes proprietes chimiques.
Exercice 5 : Pourquoi dit-on que l'atome est essentiellement constitue de vide ?
→ Le noyau est 100 000 fois plus petit que l'atome. L'espace entre le noyau et les electrons est vide.
Erreurs frequentes
- Confondre atome et molecule
- Oublier que l'atome est neutre (protons = electrons)
- Confondre numero atomique (Z, nombre de protons) et masse atomique
- Oublier de compter les electrons gagnes ou perdus pour les ions
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