Construction d`une séquence en seconde

FORMATION DES CTEN
Exemple d’un chapitre de seconde
autour des atomes
Placer le chapitre dans un thème
3 thèmes couvrant le programme de seconde:
• La santé
• L’univers
• La pratique du sport
2016 - 2017
Le programme officiel
NOTIONS ET CONTENUS
COMPÉTENCES ATTENDUES
Un modèle de l’atome.
Noyau (protons et neutrons), électrons.
Nombre de charges et numéro atomique Z.
Nombre de nucléons A.
Charge électrique élémentaire, charges des
constituants de l’atome.
Électroneutralité de l’atome.
Éléments chimiques. Isotopes, ions
monoatomiques.
Caractérisation de l’élément par son numéro
atomique et son symbole.
Répartition des électrons en différentes couches,
appelées K, L, M. Répartition des électrons pour
les éléments de numéro atomique compris entre 1
et 18.
Les règles du « duet » et de l’octet.
Application aux ions monoatomiques usuels.
Connaître la constitution d’un atome.
Connaître et utiliser le symbole A Z X
Savoir que l’atome est électriquement neutre.
Connaître le symbole de quelques éléments.
Savoir que le numéro atomique caractérise
l’élément.
Mettre en œuvre un protocole pour identifier
des ions.
Dénombrer les électrons de la couche externe
Connaître et appliquer les règles du « duet »
et de
l’octet pour rendre compte des charges des
ions
monoatomiques usuels.
2016 - 2017
Placer le chapitre dans une progression
2016 - 2017
Thème La Pratique du Sport
Chapitre PS1: Hydratation du sportif
Chapitre PS2: Des atomes aux ions
Chapitre PS3: La classification périodique
Chapitre PS4: Les boissons : des solutions
3 à 4 mois
Analyser et structurer le programme officiel
1 activité documentaire
Un modèle de l’atome.
Noyau (protons et neutrons), électrons.
Nombre de charges et numéro atomique Z.
Nombre de nucléons A.
Charge électrique élémentaire, charges
des constituants de l’atome.
Électroneutralité de l’atome.
Éléments chimiques. Isotopes, ions
monoatomiques.
Caractérisation de l’élément par son
numéro atomique et son symbole.
Répartition des électrons en différentes
couches, appelées K, L, M. Répartition des
électrons pour les éléments de numéro
atomique compris entre 1 et 18.
Les règles du « duet » et de l’octet.
Application aux ions monoatomiques
usuels.
Démarche d’investigation
Connaître la constitution d’un atome.
Connaître et utiliser le symbole A Z X
Savoir que l’atome est électriquement
neutre.
Connaître le symbole de quelques
éléments.
Savoir que le numéro atomique
caractérise l’élément.
Mettre en œuvre un protocole pour
identifier des ions.
Dénombrer les électrons de la couche
externe
Connaître et appliquer les règles du
« duet » et de l’octet pour rendre compte
des charges des ions
monoatomiques usuels.
1 activité expérimentale
+ 1 évaluation expérimentale
Lister les attendus: fiche CQFR
Ce qu’il faut savoir
Le vocabulaire à savoir définir et utiliser à bon escient :
 Atome
 Ion monoatomique
 Structure électronique
 Numéro atomique
 Couche et électrons périphériques
2016 - 2017
Les connaissances à savoir restituer
 l’atome est électriquement neutre
 la masse de l’atome est pratiquement égale à celle de son noyau.
 Les règles du duet et de l’octet
 la constitution d’un atome.
 La charge d’un électron
 Les dimensions d’un atome et d’un noyau
Lister les attendus: fiche CQFR
Auto-évaluation
Où dans ce
chapitre ?
Ce qu’il faut savoir faire
utiliser le symbole
Dénombrer les électrons de la couche externe
PS2bPS2c exercices
appliquer les règles du duet et de l’octet pour rendre compte des charges des ions
monoatomiques usuels
PS2b-PS2c
convertir des grandeurs d’une unité à un multiple ou sous multiple.
PS2c
écrire un résultat en écriture scientifique et en déduire un ordre de grandeur.
PS2c - exercices
calculer une charge, une masse avec des puissances de 10
PS2c- exercices
écrire un résultat avec la bonne unité
PS2c - exercices
Mettre en œuvre un protocole pour identifier des ions
PS1a – PS1b
À travailler
maitrisé
Organiser la séquence (4 semaines)
Chapitre 1: L’hydratation du sportif
- activité expérimentale: tests d’identification d’ions (1h 30)
- évaluation expérimentale (1h30)
- contrôle de connaissances ( 10 minutes)
Chapitre 2: Des atomes aux ions
- Activité 1: « histoire de l’atome »
Varier les activités
Rendre les élèves acteurs
activité documentaire en travail de groupe avec restitution orale (1h30)
- Activité 2: « De l’atome à l’ion: pourquoi? »: Démarche d’investigation (1h00)
- Activité 3: « De l’atome à l’ion » : (3h00)
Bilan du chapitre - TD et exercices à la maison
-Fiche CQFR
- Devoir (1h00)
Exemple:
PS2b
De l’atome à l’ion …pourquoi ?
2016 - 2017
Compétences:
Reconnaître et utiliser les méthodes à mettre en œuvre dans une situation voisine d’une situation connue
Repérer et formuler le problème
Etre capable d’utiliser ses connaissances pour résoudre une situation nouvelle
Proposer une hypothèse argumentée
Lire un texte simple et en extraire des informations pertinentes
Prérequis:
Cortège électronique
Un élément chimique est le nom collectif donné aux atomes et aux ions qui
possèdent le même numéro atomique
Objectifs :
En vous appuyant sur les différents renseignements à votre disposition proposez
un énoncé des règles de stabilité des éléments chimiques.
Vous devez rédiger un compte-rendu précis où figureront vos hypothèses, votre
argumentation.
Exemple:
Document 1 : Lettre aux gaz nobles
Cher monsieur Hélium,
Nous vous invitons à venir participer, avec votre famille, à l'assemblée générale des éléments chimiques. Vous
viendrez accompagné de vos frères Néon, Argon, Krypton et Xénon. Comme vous êtes tous mauvais conducteurs,
une limousine viendra vous chercher.
A l'issue de la réunion, vous vous verrez remettre le grand Prix de la Stabilité. En effet, les états de service de votre
famille constituent un cas unique parmi les éléments chimiques : vous êtes les seuls éléments à rester sous forme
atomique et, sauf à de très rares exceptions, vous n'acceptez pas les liaisons ! Quel que soit votre entourage,
vous n'intervenez jamais dans les réactions chimiques. On vous dit inertes et on vous envie votre stabilité. De
nombreux éléments tentent même de vous imiter en adoptant ou en abandonnant des électrons.
Si vous êtes chimiquement inertes, vous intervenez par contre dans de nombreux domaines de la physique. Vous,
monsieur Hélium, êtes très léger, comme Hydrogène, mais, contrairement à lui, vous n'êtes pas explosif ; on vous
utilise pour gonfler les ballons dirigeables. Vous avez pris la place de monsieur Azote dans les bouteilles de
plongée sous-marine pour former avec Oxygène, un mélange plus sûr pour la respiration des plongeurs.
On vous a longtemps qualifié de rare, mais aujourd'hui, on sait que vous, Hélium, êtes, après Hydrogène, l'élément
chimique le plus courant dans l'Univers. Vous êtes, en particulier, très abondant dans le Soleil. Vos frères sont
très présents dans notre quotidien. On les trouve dans les tubes « néon ». Argon, Krypton et Xénon protègent le
filament des lampes à incandescence. Néon et Argon jouent un rôle important dans la lumière laser, source de
nombreuses applications industrielles et médicales. Nous serons donc très honorés de vous accueillir et de vous
remettre votre prix.
Dans cette attente, veuillez agréer l'expression de nos meilleurs sentiments.
L'association des éléments chimiques
1.
Citer les noms des différents gaz nobles. Quels sont les symboles de ces éléments?
2.
Quelle est la propriété chimique remarquable des gaz nobles?
3.
Qu’est ce qu’un mauvais conducteur en physique ?
4.
Que signifie le fait qu’un gaz reste sous forme atomique ?
5.
Que deviennent les atomes de nombreux éléments qui, leur enviant cette propriété, veulent les imiter ?
6.
Formulation de la problématique
Exemple:
2ème partie de l’activité: réponse à la problématique à l’aide de documents
Document 2 : Quelques atomes
nom
symbole
Numéro atomique
Formule électronique de l’atome
Hélium
He
2
(K) 2
Lithium
Li
3
(K) 2 (L)1
Béryllium
Be
4
(K) 2 (L)2
Oxygène
O
8
(K) 2 (L)6
Fluor
F
9
(K) 2 (L)7
Néon
Ne
10
(K) 2 (L)8
Sodium
Na
11
(K) 2 (L)8 (M)1
Magnésium
Mg
12
(K) 2 (L)8 (M)2
Aluminium
Al
13
(K) 2 (L)8 (M)3
Chlore
Cl
17
(K) 2 (L)8 (M)7
Argon
Ar
18
(K) 2 (L)8 (M)8
Exemple:
Document 3 : À propos d’ions :
Les gaz nobles ou gaz inertes ont leur couche périphérique saturée.
L'ion oxyde O2- existe (il est stable). O2+ n'existe pas.
Les ions chlorure Cl- et les ions magnésium Mg2+ sont stables.
 L’élément fluor est présent dans le dentifrice sous forme d’ions fluorure F-.
Ces ions sont associés à des ions sodium Na+ . On lit sur certaines étiquettes
de dentifrice : « fluorure de sodium ».
 L’ion Na2+ n'existe pas.
 L’émeraude et l’aigue-marine sont des silicates d’aluminium et de béryllium
contenant des ions Be2+ et Al3+.
 Lors du fonctionnement d’une pile au lithium, le métal lithium se transforme
en ion lithium Li+.
 F et O n’existent pas sous forme d’atomes isolés.
Isabelle BERNARD
Sophie BUSSIÈRE
Olivier CHAUMETTE
Karine MARTEAU-BAZOUNI
Chargés de Mission académie de Lyon