STE
L’EAU POTABLE – LA DÉFORESTATION – L’ÉNERGIE – LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES
LA PRODUCTION ALIMENTAIRE - LES MATIÈRES RÉSIDUELLES
1. Qu’est-ce que l’atome?
1.1 Le modèle atomique de Dalton
1.2 Le modèle atomique de Thomson
 L’électron
1.3 Le modèle atomique de Rutherford
 Le noyau atomique et le proton
1.4 Le modèle atomique de Rutherford-Bohr
1.5 Le modèle atomique simplifié

Le neutron
2. La classification périodique des éléments
2.1 Les métaux, les non-métaux et les métalloïdes
2.2 Les familles du tableau périodique
2.3 Les périodes du tableau périodique

La périodicité des propriétés
2.4 Le numéro atomique
2.5 La masse atomique relative

Le nombre de masse
2.6 Les isotopes
3. La représentation des atomes
3.1 La notation de Lewis
3.2 La représentation de l’atome selon le modèle atomique de Rutherford-Bohr
3.3 La représentation de l’atome selon le modèle atomique simplifié
3.4 Le modèle atomique « boules et bâtonnets »
4. La notion de mole
4.1 La masse molaire
4.2 Le nombre d’Avogadro
POUR CHACUN DES CHAPITRES, TU DOIS FAIRE TOUTES LES
PAGES DU CAHIER D’ACTIVITÉS « OBSERVATOIRE 4 ST-STE»
Observatoire 4, 3e
édition
Cahier d’activités
Chapitre 1 : L’atome
et les éléments
L’atome et les
modèles atomiques
pp. 1 à 4
Le tableau périodique
pp. 5 à 10
La représentation des
atomes
pp. 11 à 13
La notion de mole
pp. 14 à 17
pp. 18 à 24
Progression des apprentissages au secondaire
2e année du 2e cycle
CONTENU
C. Organisation
1. Structure de la matière
h. Modèle atomique de Rutherford-Bohr
ST
i. Décrire le modèle atomique de Rutherford-Bohr
ST
ii. Représenter des atomes à l’aide du modèle de Rutherford-Bohr
i. Neutron
STE
i. Décrire la position et la charge électrique du neutron dans un atome
j. Modèle atomique simplifié
STE
i. Représenter un atome d’un élément donné à l’aide du modèle atomique
simplifié
C. Organisation
1. Structure de la matière
g. Groupes (familles) et périodes
ST
i. Situer les groupes (familles) et les périodes dans le tableau périodique
ST
ii. Décrire des caractéristiques communes aux éléments d’un même groupe (ex. :
nombre d’électrons de valence, réactivité chimique)
ST
iii. Associer le nombre de couches électroniques d’un élément au numéro de la
période à laquelle il appartient
2. Classification périodique
a. Numéro atomique
STE
i. Associer le numéro atomique d’un élément au nombre de protons qu’il possède
b. Isotopes
STE
i. Définir les isotopes comme étant des atomes d’un élément dont les noyaux
possèdent des nombres de neutrons différents, donc des masses atomiques
différentes
STE
ii. Définir un isotope radioactif comme étant un isotope dont le noyau atomique
est instable
c. Masse atomique relative
STE
i. Expliquer qualitativement le concept de masse atomique relative
d. Périodicité des propriétés
STE
i. Décrire la périodicité de certaines propriétés des éléments (ex. : réactivité
chimique, rayon atomique, électronégativité)
C. Organisation
1. Structure de la matière
h. Modèle atomique de Rutherford-Bohr
ST
i. Décrire le modèle atomique de Rutherford-Bohr
ST
ii. Représenter des atomes à l’aide du modèle de Rutherford-Bohr
j. Modèle atomique simplifié
STE
i. Représenter un atome d’un élément donné à l’aide du modèle atomique
simplifié
k. Notation de Lewis
ST
i. Déterminer le nombre d’électrons de valence d’un élément
ST
ii. Représenter des atomes à l’aide de la notation de Lewis
C. Organisation
1. Structure de la matière
n. Notion de mole
STE
i. Définir la mole comme étant l’unité de mesure de la quantité de matière
STE
ii. Exprimer en mole une quantité de matière
o. Nombre d’Avogadro
STE
i. Exprimer une quantité de particules à l’aide du nombre d’Avogadro
Bilan du chapitre 1
Verdict - Devoirs- Diagnostic- Mini test – Examen(s)
1. Qu’est-ce que l’atome?
QU’EST-CE QU’UN MODÈLE EN SCIENCE ?
Définition d’un MODÈLE :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Attention ! MODÈLE N’EST PAS LA VÉRITÉ ABSOLUE .
Un modèle doit être
MODIFIÉ
AMÉLIORÉ
voire même ABANDONNÉ, S’il n’arrive plus à
_________________________________________________
_________________________________________________
Trois qualités d’un bon modèle :

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
L’histoire du modèle atomique s’échelonne sur plus de 2000 ans. Elle débute dans la GRÈCE de
l’ANTIQUITÉ, grâce à des PHILOSOPHES. En voici deux qui ont changé le cours de l’histoire…
ARISTOTE
DÉMOCRITE
384-322 av. J.-C.
460-370 av. J.-C.
LES DÉBUTS DU MODÈLE ATOMIQUE : DEUX VISIONS S’AFFRONTENT
Nom du
modèle
Principes de
base
ARISTOTE
DÉMOCRITE
(384-322 av.J.-C.)
(460-370 av. J.-C.)
______________________________ _________________________________
 La matière est continue, donc il n’y a
AUCUN _______
 La matière est constituée de petites particules
INDIVISIBLES nommées
_______________________________________
_______________________________________
 La matière peut être DIVISÉE EN PLUS
PETIT MORCEAU À L’INFINI
 Il existe _______ éléments qui ont deux
propriétés chacun.
Feu – Chaud et sec
 Il y a du _____________ entre les atomes
 Si l’on divise la matière à répétition en
morceaux de plus en plus petit, on finit par se
buter à l’atome qui est INDIVISBLE.
 Les quatre éléments sont faits d’atomes
différents
Air – Chaud et Humide
Eau – Humide et froid
Terre – Froid et sec
Comment
expliquent-ils
les
phénomènes
naturels
 Les transformations de la matière
s’expliquent par les combinaisons des
quatre éléments et de leurs propriétés.
 Les transformations de la matière s’expliquent
par les combinaisons des atomes
 Les dieux et les démons n’ont rien à voir dans
 Les _____________________________
les interactions entre atomes.
sont responsables des interactions entre
les éléments.
Ex. Bois est principalement constitué de
l’élément terre car il est solide et l’arbre
pousse dans le sol. Il contient aussi les 3
autres éléments car lorsqu’on le brûle, de la
fumée (air), de la vapeur (eau) et des flammes
(feu) s’en dégagent.
Notes historiques : La théorie __________________________ était très logique et facile à comprendre alors que
celle de Démocrite repose sur une particule ____________________________ jamais observée par personne. La
force du modèle d’Aristote était telle que celui-ci demeura incontesté pendant plus de 2000 ans. C’est ce modèle
qui fut adopté par l’église___________________________________.
Définissons maintenant l’atome :
Un Atome est la …
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
Un atome est très petit. Voici quelques comparaisons pour s’en faire une idée :

Une feuille de papier a une épaisseur d’environ
_____________________________________________________________;

Une goutte d’eau peut contenir __________________________milliards
de milliards d’atomes;
1.1 Le modèle atomique de Dalton
PLUS DE DEUX MILLÉNAIRES PLUS TARD… JOHN DALTON (1766-1844)
Date
JOHN DALTON - 1808
Nom du
modèle
THÉORIE ATOMIQUE (MODÈLE DES SPHÈRES)
Principes de
base
1. LA MATIÈRE EST COMPOSÉE DE _____________________________
EXTRÊMEMENT ___________________ ET INDIVISIBLES APPELÉES
"_________________________________________"
2. TOUS LES ATOMES D'UN MÊME __________________ SONT IDENTIQUES
QUANT À LEUR ___________________, LEUR __________, LEUR
____________________________________.
3. LES ATOMES D'UN ÉLÉMENT SONT ______________________ DE CEUX
D'UN AUTRE ____________________________.
4. LES ATOMES D'ÉLÉMENTS _________________________ PEUVENT SE
COMBINER POUR FORMER DES "___________________" SELON DES
PROPORTIONS _____________________________.
EX. : EAU EST FAIT DE 2 HYDROGÈNE ET D’UYN OXYGÈNE (H2O)
5. LES RÉACTIONS CHIMIQUES ENTRÂINENT LA FORMATION DE
____________________________ SANS POUR AUTANT QUE LES
ATOMES SOIENT __________________________.
C + O2  CO2
Dessins :
Faiblesses
du modèle
(ce pourquoi
on doit
l’améliorer)
Notes historiques :
 John Dalton a été surnommé le ____________________________________________
 En 1794, il présente un article donnant la première description du _______________
maladie dont il souffre lui-même
1.2 Le modèle atomique de Thomson
DÉCOUVERTE D’UNE PREMIÈRE PARTICULE PLUS PETITE QUE L’ATOME : L’ÉLECTRON
Découvreur
et date
J.J. THOMSON - 1897
Nom du
modèle
PLUM PUDDING
Principes de
base
(DÉCOUVREUR DE L'ÉLECTRON)
1. IL EXISTE DES _______________ DE MATIÈRE PLUS PETITES QUE
L'ATOME ET CHARGÉE _______________________. CE SONT LES
ÉLECTRONS
2. L'ATOME EST UNE ________________ UNIFORMÉMENT
__________________________________, DANS LAQUELLE LES
_________________________________ SONT RÉPARTIS COMME
DES________________________ DANS UN GÂTEAU.
3. CHAQUE ÉLÉMENT POSSÈDE UN NOMBRE DÉTERMINÉ
D'_____________________________.
Dessins
Faiblesses
du modèle
(ce pourquoi
on doit
l’améliorer)
1. N'EXPLIQUE PAS LA _________________ NOUVELLEMENT DÉCOUVERTE
2. N'EXPLIQUE PAS LES _________________________ PROPRES À CHAQUE
SUBSTANCE
3. PRÉSENCE DES ________________________________ NON PROUVÉES.
Notes historiques :
- Avant Thomson on connaissait le comportement de charges électriques
Identiques (________________) Différentes (___________________________)
-
Comment a-t-il découvert l’électron ? Grâce au TUBE À RAYONS CATHODIQUES
Conclusions tirées de cette
expérience :
1-
2-
Les rayons sont faits de particules
chargées négativement que Thomson
nomme ÉLECTRONS.
Ces électrons ont une masse très petite.
1.3 Le modèle atomique de Rutherford
EXPÉRIENCE DE LA FEUILLE D’OR :
DÉCOUVERTE DU NOYAU DE L’ATOME
Découvreur
ERNEST RUTHERFORD - 1911
et date
(DÉCOUVREUR DU NOYAU ET DU PROTON)
Nom du
modèle
Principes de
base
MODÈLE PLANÉTAIRE
1. _________________________________________________________________
2._________________________________________________________________
3._________________________________________________________________
4. _________________________________________________________________
DESSIN :
ATOME DE CARBONE (C)
Faiblesses du
modèle
(ce pourquoi
on doit
l’améliorer)
1.
2.
3.
N'EXPLIQUE PAS COMMENT IL SE FAIT QUE LES PROTONS NE
SE REPOUSSENT PAS DANS LE NOYN'EXPLIQUE PAS COMMENT
IL SE FAIT QUE LES ÉLECTRONS NE VIENNENT PAS S'ÉCRASER
SUR LE NOYAU (4) LES PHÉNOMÈNES LUMINEUX
Notes historiques :
- Comment a-t-il découvert le noyau ? EXPÉRIENCE DE LA FEUILLE D’OR
-
Conclusions tirées de cette expérience :
1- L’atome est surtout fait de vide puisque la presque totalité des particules alpha  passent
tout droit
2- Le noyau, tout petit au centre, est positif car il repousse les particules alpha  qui passe à
proximité
1.4 Le modèle atomique de Rutherford-Bohr
LES ATOMES EXCITÉS ÉMMETTENT UNE LUMIÈRE CARACTÉRISTIQUE : UN AJOUT AU
MODÈLE S’IMPOSE (modèle atomique de Rutherford-Bohr)
Découvreur NEILS BOHR - 1913
(DÉCOUVREUR DES NIVEAUX D'ÉNERGIE)
et date
Nom du
modèle
Principes de
base
MODÈLE DE RUTHERFORD-BOHR
1.
2.
3.
FAIBLESSE:
Notes
historiques :
-
Comment a-t-il découvert les niveaux d’énergie ? Grâce à la
SPECTROSCOPIE
Lorsqu’on excite les atomes d’un élément, ceux-ci émettent une lumière
caractéristique. On décompose cette lumière avec un spectroscope et on
obtient des RAIES SPECTRALES propres à chaque élément.
Schéma d’un spectroscope :
Spectre de l’hydrogène :
Absorption et émission de photons
Lorsqu’un photon est absorbé par un atome, il lui transmet son énergie : l’un des électrons de l’atome peut
alors sauter de son état initial d’énergie à un état d’énergie supérieur. On dit dans ce cas que l’atome est
excité.
Si l’électron de l’atome excité retombe dans un état d’énergie inférieur, l’atome peut convertir ce gain
d’énergie en émettant à nouveau un photon.
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1932 - James Chadwick ___________________________________________________________
Le neutron est une particule aussi lourde qu’un proton et qui n’a pas de charge
électrique. Sa présence dans le noyau explique pourquoi les protons ne se
repoussent pas (cohésion du noyau).
1.5
A.
LE MODÈLE ATOMIQUE RUTHERFORD-BOHR
(ST) :
Voici le modèle que nous allons utiliser pour le reste de l’année
Exemple : Atome d’oxygène
Nombre Z :
_______________________________
_______________________________
8
O
11
Na
__
Nombre maximal d’électrons par
couche = 2
n2
où n est le numéro de la couche
n
o
(n de la couche)
1
2
3
4
5
<<<
6
7
Nombre max
d’électron
2
8
18
32
50
72
98
N.B. Il existe en réalité des sous-couches (subdivisions) à partir de la 3e couche. Pour
les éléments dont le nombre d’électrons est supérieur à 18, la règle 2n2 comporte
des exceptions en raison de ces sous-couches.
POTASSIUM
CALCIUM
K :  )2é )8é )8é )1é
19
Ca :  )2é )8é )8é )2é
20
1.5
LE MODÈLE ATOMIQUE RUTHERFORD-BOHR SIMPLIFIÉ
(STE)
Voici le modèle que nous allons utiliser pour le reste de l’année
Exemple : Atome de SODIUM
Nombre A :
23
_______________________________
___________________________
11
Na
POUR CONNAÎTRE LE NOMBRE
Nombre Z :
_______________________________
___________________________
DE NEUTRONS :
A – Z = nb de neutrons
Nombre maximal d’électrons par
couche = 2
n2
où n est le numéro de la couche
n
(n de la couche)
1
2
3
4
5
6
7
Nombre max
d’électron
2
8
18
32
50
72
98
o
N.B. Il existe en réalité des sous-couches (subdivisions) à partir de la 3e couche. Pour
les éléments dont le nombre d’électrons est supérieur à 18, la règle 2n2 comporte
des exceptions en raison de ces sous-couches.
19
POTASSIUM
CALCIUM
20
K :  )2é )8é )8é )1é
Ca :  )2é )8é )8é )2é
MODÈLE ATOMIQUE RUTHERFORD-BOHR SIMPLIFIÉ DE
QUELQUES ÉLÉMENTS
En résumé
 L’atome est surtout fait de vide
 L’atome possède en son centre un noyau très dense qui
renferme un certain nombre de protons (positifs) et de
neutrons (sans charge électrique)
 La masse de l'atome se résume à la masse du noyau (protons +
neutrons)
 Les électrons (négatifs) tournent autour du noyau sur des
orbites circulaires qui ne sont pas n’importe où autour du noyau
mais bien à des endroits spécifiques et qui correspondent à des
niveaux d’énergie (aussi appelés "couches électroniques")
Voici un tableau récapitulatif des particules qui composent l'atome
Particules
DANS LE
NOYAU
AUTOUR
Symbole
PROTON
p+
Charge
électrique
+1
Masse
(g)
1,673 x 10-24
Masse relative
(u)
1
NEUTRON
no
0
1,675 x 10-24
1
ÉLECTRON
e
-1
9,109 x 10-28
négligeable
DU
NOYAU
Les électrons de VALENCE:
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
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Chapitre 1 partie A (2015-2016) FINAL STE seulement