Unité B: Composition et modification chimique: Connaissances et STS

Composition et modification chimique: Thème 1
Symboles de Sécurité de Ménage:
Donnez un exemple de
produit qui utilise chaque
symbole illustrée à la
gauche.
Système d’information sur les matières dangereuses utilisées au travail
(SIMDUT) :
Matière
Substances pures
Éléments
Composés
Mélanges
Solutions
Mécaniques
Suspensions Colloïdes
Classification
Substance pure : Formée d'un seul type de particules. Elle a des
caractéristiques chimiques et physiques uniques.
1. Élément: une substance qui ne peut pas être réduit en substances plus
simples.
2. Composé: quand deux ou plus éléments sont combinés ensemble.
Mélange : Une combinaison de substances pures où les propriétés
peuvent varier dépendant sur les quantités de chaque substance.
1. Mélange homogène (solution): Distribution uniforme des particules.
Habituellement limpide à l'état liquide et il est impossible de séparer les
différentes particules par simple filtration.
2. Mélange hétérogène (mélange mécanique): Distribution non
uniforme. On peut voir les différents types de particules à l'œil nu et le tout
reste mélangé.
3. Suspension: Mélange hétérogène fait de particules réparties
uniformément qui se déposent graduellement, et qui peuvent être
facilement séparées.
4. Colloïde: Mélange hétérogène fait de particules fines en réparties
uniformément et demeurant suspension; les particules ne peuvent pas être
séparés.
Exemple
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Thème 2
Propriétés Chimiques:__________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Propriétés Physiques: __________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Propriétés chimiques
Qualitative
Propriétés physiques
Quantitative
Changement Physique : la forme d’une substance est changé, mais non sa composition chimique. Le changement
est temporaire/réversible. Exemples : _____________________________________________________________
Changement chimique: cause la formation d'un ou de plusieurs substances avec des nouvelles propriétés qui est
difficile ou impossible à renverser. Ex: ____________________________________________________________
L’évidence pour les changements chimiques : Utilisez la page 102 pour faire une liste de l’évidence d’un
changement chimique.
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Thème 3
Comment sont formés les éléments?
La loi des proportions définies (p. 107) : ___________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Comment est-ce qu’on a découvert au sujet des éléments? En décomposant!
La loi de la conservation de la masse (p. 107) : _____________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Réactifs : ______________________________________________________________________________
Produits : ______________________________________________________________________________
Les Théories Atomiques
La Méthode Scientifique:
Observations
Hypothèse Expériences Théorie
Temps et autres expériences Théorie Révisé
Réviser l’hypothèse
Plusieurs fois comme nécessaire.
Loi: Décrire et donner un sommaire de ce qui se passe dans un système naturel.
Théories: Façons imaginatives à expliquer pourquoi quelque chose se passe dans un système naturel
Modèles: Aide à nous imaginer les structures ou les processus qui ne peuvent pas être vu directement.
Observations: De nombreuse observation doivent être faits avant que les communautés scientifiques accepteront les
théories.
Théorie moderne:
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
La structure atomique:
PROTONS :
NEUTRONS :
ÉLECTRONS :
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Thème 4 – La Classification des éléments et Thème 5 – Le Tableau Périodique
Les symboles chimiques (p. 116) : Pour simplifier l’écriture des éléments
Exemples : Lithium = ________, Bore = _________; Magnésium = __________
Propriétés des métaux, non-métaux et métalloïdes: ils sont divisés par l’escalier sur le tableau périodique
Conductivité (capable Malléabilité (capable de
État au
Apparence
de transférer l'énergie
mouler la forme) et
température de la
électrique et
ductilité (capable
salle
thermique)
d'étirer)
Métaux (gauche)
Non-métaux
(droite)
NB : H est un
non-métal!!!
Métalloïdes
(touchent
l’escalier)
L’origine du tableau périodique : Le tableau périodique a été développé par Dmitri Mendeleïev pour expliquer les
relations et les suites logiques parmi les éléments et leurs propriétés. Il a noté qu'il y aura des nouveaux éléments
découverts et il a laissé de l'espace dans son tableau. Dans l'espace de 16 ans, les trouées étaient remplies avec les
éléments qui allaient bien dans les suites logiques que Mendeleïev a prévus.
Sommaire du tableau périodique: Éléments 1 à 36 seulement
Familles 1
1
1
3
2
2
3
4
5
6
7
8
9
18
2
10
3
11
12
13
14
15
16
17
18
4
19
20
31
32
33
34
35
36
21
4
22
5
23
6
24
7
25
8
26
9
27
10
28
11
29
12
30
13
14
15
16
17
Périodes
Les rangés ou les périodes: Ils indiquent combien de niveaux d'électrons, couches ou orbitales électroniques
existent dans un élément spécifique. ILS SONT HORIZONTALES.
 Les premiers deux éléments (hydrogène et hélium) tiennent un maximum de deux électrons dans le premier
orbital électronique.
 Pour les éléments 3 à 18 (lithium à argon), les électrons remplis le premier orbitale électronique avec deux
électrons restants dans les orbitales progressives, chacun tenant un maximum de 8 électrons.
 La rangée ou le période où se trouve un élément nous indique combien de couches électroniques existent dans
cet élément (Ex: Hydrogène est dans la première période et comprend une couche d'électrons. Azote est dans la
deuxième période et se comprend de deux couches d'électrons. )
Groupes ou familles : les éléments dans les mêmes groupes ou familles partagent les mêmes propriétés (Ex: les gaz
nobles sont tous dans le groupe 18). ILS SONT VERTICALES.
Les métaux alcalins :
Les métaux alcalinoterreux :
Les métaux de transitions :
Les Halogènes :
Les Gaz Nobles :
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Information trouvée au tableau périodique:
Numéro Atomqiue
Charge Ionique
Symbole
Nom
Masse Atomique
Numéro atomique: _________________________________________________________________________.
Ex: L'oxygène a le numéro atomique de 8 alors il y a 8 protons.
Note: Tous les atomes sont neutres. Ils possèdent donc le même nombre de protons (p+) que d'électrons (e-) . Ex:
Alors, l'oxygène a 8 protons, mais il a aussi 8 électrons.
Masse Atomique: __________________________________________________________________________.
(La masse des électrons est si faible qu'on dit qu'elle est négligeable)
Nombre de protons + nombre de neutrons= nombre de masse (masse atomique)
Ex: Oxygène
Si l'on connaît le nombre de protons et la masse atomique, on peut déterminer le nombre de neutron sen se servant
du formule suivant:
Exemple : Oxygène
Masse atomique – numéro atomique = nombre de neutrons
16
8
=
8
Charge Ionique: quand des atomes neutres entrent en collision, l y a transfert d'électrons d'un atome à l'autre. Les
deux atomes deviennent des ions, qui ont une charge électrique. Si un atome perd les électrons, la charge devient
__________________ et si l'atome gagne les électrons, la charge est ___________________.
Na + veut dire que le sodium a _________ un électron
O 2- veut dire que l'oxygène a _________ deux électrons.
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Thème 6 – Les Composés Chimiques
Composé Ionique : _____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Composé Moléculaire : _________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ionique
Formé des éléments métalliques et
non métalliques
Forme des ions en solution
Moléculaire
Conduit l'électricité
Solide à température ambiante
Forme cristalline distincte
Point de fondre très élevé
Liens créés par le transfert des
électrons
Composés moléculaires diatomiques: Les molécules qui ont deux atomes du même élément.
Ex: iode (I2), hydrogène (H2), azote (N2) brome (Br2) oxygène (O2), chlore (Cl2), et fluore (F2)
Il existe des autres composés moléculaires formés de plusieurs copies d’un seul élément :
Ex : soufre (S8), Phosphore (P4)
Les Formules Chimiques : utilise des symboles et des chiffres
On indique l’état de la matière en indice entre parenthèse après la formule chimique : solide (s), liquide (l), gaz (g)
ou aqueux (aq) si on parle d’un solide dissous dans l’eau.
Les symboles représentent les ______________________.
Les chiffres représentent les _______________________.
Combien d’atomes et d’éléments y a-t-il dans chaque exemple? Quel est l’état?
Ex. NaCl (s) (sel)
C6H12O6 (s) (glucose)
C12H22O11 (s) (sucrose)
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Nommer les composés chimiques: Nomenclature (UICPA)
Composés ioniques : MÉTAL + NON-MÉTAL
1. Le nom inclut les 2 éléments dans le composé, avec le nom de l’élément non-métallique en premier. Sa
terminaison est à –ure ou -yde (oxygène seulement)
2. L’élément métallique vient en 2e.
Exemple : CaCl2
1. calcium (métallique) et chlorure (non-métallique)
2. chlorure de calcium
Composés moléculaires : NON-MÉTAL + NON-MÉTAL
1. Écrit le nom du deuxième élément
2. Changez la terminaison du premier élément à –ure ou -yde (oxygène seulement)
3. Utilisez un préfixe pour indiquer le nombre de chaque type d’élément dans la formule.
Mono= 1
(Seulement utilisé pour le premier élément eg. Monoxyde de carbone et non monoxyde de monocarbone)
Di ou bi = 2
Tri = 3
Tétra = 4
Penta = 6
Hexa = 6
Hepta = 7
Octa = 8
Nona = 9
Deca = 10
Exemple : CCl4
1. chlorure
2. carbone
3. tétrachlorure de carbone
Écrire des Formules Chimiques
Ionique : MÉTAL + NON-MÉTAL
1. Écrivez le symbole de l’élément métallique avec sa charge ionique. À côté, écrivez le symbole de l’élément non
métallique avec sa charge ionique.
2. Balancez les charges des ions. La charge positive doit balancer la charge négative.
3. Écrivez la formule en indiquant combien d’atomes de chaque élément sont là-dans. N’incluez pas la charge
ionique dans la formule. S’il y a seulement un atome, on utilise seulement le symbole.
Exemple :
1. Ca 2+ et Cl2. Ca 2+ = Cl- Cl2+ = 23. CaCl2
La Méthode ‘Drop and Swap’
Ca2+
Cl1-
CaCl2
Moléculaire : NON-MÉTAL + NON-MÉTAL
1. Écrivez les symboles des éléments dans l’ordre inverse de la formule.
2. Utilisez des sous-scriptes pour indiquer le numéro de chaque type d’atome.
Exemple :
1. dioxyde de carbone
2. C et O2  CO2
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Thème 7 – Les réactions chimiques
Réaction chimique: Au moins deux substances (les réactifs) qui subissent une réorganisation de leurs atomes pour
former d'autres substances (les produits).
Les équations chimiques
1.
2.
Les équations en mots
a. Argent + Brome  bromure d’argent
Les équations en symboles
a. Ag + Br  AgBr
Exemples :
1. On mélange l’hydrogène et l’oxygène pour faire de l’eau.
a. En mots :
b.
2.
En symboles :
On brûle la tétrahydrure de carbone pour produire le carbone et l’hydrogène.
a. En mots
b.
En symbole :
Les réactions communes :
Exothermiques; Réaction qui produisent de la chaleur (dégagement d'énergie)
Exemples :
Endothermiques: Réaction qui absorbent de l'énergie de son environnement.
Exemples :
Problème : On mélange le bicarbonate de sodium et le vinaigre, et la température diminue de 25ºC à 18ºC. Est-ce
que c’est endothermique ou exothermique? Pourquoi?
(T8) Oxydation: une réaction chimique où l'oxygène est un réacteur
(T8) Corrosion: Oxydation des métaux ou des pierres en présence d'air et d'humidité. Ex: La rouille est de
l'oxyde de fer.
4Fe(s) + 3O2(g)  2Fe2O3(s)
Réactifs de la corrosion :
Produits de la corrosion :
(T8) La combustion: Combinaison hautement exothermique (qui laisse échapper la chaleur) d'une
substance avec l'oxygène. Requiert de la chaleur, de l'oxygène (comburant) et du carburant. Ex: brûler le
gaz méthane. Les produits de la combustion: Une combustion complète dégagera: CO2 , H20 et énergie
(chaleur)
Réactifs de la combustion :
Produits de la combustion:
Problème : Indiquez si chaque scénario représente la combustion ou la corrosion.
 Mlle laisse son auto dehors pendant qu’il pleut.
 On utilise le BBQ pour cuire le souper.
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Thème 8
L'indice de réaction: Mesure de la vitesse à laquelle se produit une réaction. (Vitesse de disparition ou vitesse
d'apparition des produits)
Conditions qui affectent la vitesse de la réaction:
Conditions
Température
Effet si on augmente cette condition
Effet si on diminue cette condition.
Surface/Aire de réaction
Concentration des réactifs
Catalyseurs
Brassage
Inhibiteurs
Faites l’activité d’exploration à la page 154 pour vérifier vos connaissances.
1.
2.
1.
2.
3.
4.
5.
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Questions Exemplaires
1. La propriété d’une substance de résister les égratignures est appelée…
a. ductilité
b. malléabilité
c. dureté
d. conductivité
2.
La ductilité c’est la propriété physique de…
a. être capable de conduire l’électricité
b. le montant de masse dans un certain volume
c. être étiré dans un long fil
d. être battu ou rouler dans des minces feuilles
3.
Lequel des suivants n’est pas de l’évidence d’un changement chimique ?
a. Changement d’état
b. La formation d’un gaz
c. Changement de couleur
d. Formation d’un précipité
4.
Lequel des suivants est un changement chimique?
a. Du sucre est dissous dans de l’eau
b. Un bifteck est cuit
c. Un morceau de craie est écrasé
d. La cire d’une chandelle fond quand la chandelle brûle
5.
Pour aider à identifier la substance X, Michèle a fait une liste de 4 propriétés :
a. Réagit avec de l’eau pour former de la rouille
b. Est un métal brillant et argenté
c. A un point de fusion de 212ºC
d. Conduit de l’électricité
Combien de propriétés physiques et chimiques est-ce qu’il y a?
a. 1 chimique, 3 physiques
b. 2 chimiques, 2 physiques
c. 3 chimiques, 1 physique
d. 0 chimiques, 3 physiques
6.
La différence entre un élément et un composé est qu’un élément…
a. est une substance pure tandis qu’un composé est un mélange
b. a seulement une substance tandis qu’un composé a plus qu’une substance
c. peut faire un mélange mais un composé ne peut pas
d. peut être une substance pure tandis qu’un composé ne peut pas être une substance pure
7.
Un mélange nuageux avec des particules suspendus tellement petits qu’on ne peut pas les séparer est appelé un/une…
a. mélange mécanique
b. suspension
c. colloïde
d. solution
8.
Un symbole octogonal veut dire…
a. caution
b. attention
c. danger
d. soins spéciale
9.
Ce symbole veut dire…
a.
b.
c.
d.
inflammable
corrosive
dangereusement réactive
bio-hasardeux
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10. L’ignition chimique commence un feu de campagne par la réaction suivante :
2 CH3OH(l) + 3 O2(g)  2 CO2(g) + 4 H2O(l)
Méthanol + Oxygène  Dioxyde de carbone + eau
Quels sont les réactifs ?
a. méthanol et eau
b. oxygène et dioxyde de carbone
c. méthanol et oxygène
d. dioxyde de carbone et eau
11. Pour traiter une blessure dans les sports, on utilise des paquets froids pour réduire les enflures (swelling). Ceci est un
exemple de réaction :
a. endothermique
b. exothermique
c. de combustion
d. de corrosion
12. Mâcher un Tums rend la réaction chimique qui arrive dans nos bouches et dans notre corps plus rapide. C’est parce que
nous avons augmenté…
a. l’aire de surface
b. la concentration
c. la température
d. le travail des enzymes
13. Le tableau périodique est organisé par les propriétés des éléments. Les rangées sont appelées :
a. groupes
b. familles
c. périodes
d. métaux
14. La caractéristique que Dimitri Mendeleïev a utilisée pour créer le tableau périodique est…
a. la couleur
b. le numéro atomique
c. la masse atomique
d. le symbole
15. La théorie de John Dalton propose que :
a. les atomes on un centre appelé le noyau
b. les électrons invisibles font parti de l’atome
c. tous les atomes d’un élément ont la même masse et grandeur
d. les neutrons dans un atome ne portent pas de charge électrique
16. Plusieurs modèles des atomes ont été faites. Une des premières représentait l’atome comme une sphère positive avec
des électrons négatifs à l’intérieur. La modèle décrite a été formulée par :
a. Bohr
b. Thompson
c. Nagaoka
d. Rutherford
17. La théorie atomique courante dit que :
a. les protons, neutrons et électrons sont tous égaux en masse
b. la masse des protons est tellement petite que ce n’est pas considéré dans la masse atomique
c. la masse atomique d’un élément est la somme de neutrons et électrons
d. les particules positives se trouvent dans le noyau
18. La charge ionique normale du calcium est de 2+. Ça veut dire que l’ion de calcium a
a. perdu 2 protons
b. gagné 2 électrons
c. perdu 2 électrons
d. gagné 2 protons
19. Le potassium a un numéro atomique de 19 et une masse de 39,10. Combien de neutrons contient un atome de
potassium ?
a. 39
b. 19
c. 20
d. 48
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20. Quand les composés ioniques sont formés, les ions se combinent pour former un/une :
a. cristal
b. bloc
c. motif irrégulier
d. nuage
21. Utilisez les informations suivantes pour répondre à cette question.
Composé
Point de Fusion (ºC)
Point d’Ébullition (ºC)
Bicarbonate de soude
455
1550
Dioxyde de carbone
Sublime
-79
Alcool à frisson
-90
82
Sel
801
1413
Les composes moléculaires dans le tableau sont…
a. bicarbonate de soude et sel
b. alcool et sel
c. dioxyde de carbone et bicarbonate de soude
d. dioxyde de carbone et alcool
22. Quel est le nom chimique pour CaO ?
a. Oxygène de carbone
b. Oxyde de calcium
c. Oxygène de calcide
d. Oxyde de calcide
23. Quel est le nom commun pour NaCl ?
a. Gaz aigre
b. Sel de table
c. Lime
d. Sel pour la rue
24. N2O3 est un composé moléculaire. Le nom chimique est…
a. oxyde de triazote
b. oxyde de diazote
c. dioxyde de triazote
d. trioxyde de diazote
25. La formule chimique pour le chlorure de calcium est…
a. Ca2Cl
b. CaCl2
c. 2CaCl
d. Ca2Cl
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