Chimie (Le BP Brevet Professionnel de Préparateur en Pharmacie)

Chimie (Le BP Brevet Professionnel de Préparateur en Pharmacie)
CHAPITRE 1 : STRUCTURE DE LA MATIERE
I.LES 3 ETATS DE LA MATIERE
Les êtres vivants végétaux, animaux ainsi que minéraux sont constitués à partir de la matière
qui se présente sous 3 aspects différents : liquide, solide et gaz.
Les solides ont une forme et un volume bien définis. Ils sont difficilement déformables.
Les liquides et les gaz n'ont pas de forme propre mais prennent la forme des récipients qui les
contiennent. Les liquides ont un volume propre alors que les gaz occupent tout le volume qui
leur ait offert : les gaz sont expansibles et compressibles.
Le passage de l'état solide à l'état liquide et à l'état gazeux correspond au passage d'une
structure ordonnée au désordre complet à l'état gazeux.
L'eau dans ses différents états physiques :
Au cours de ces différents transformations physiques, les molécules d'eau sont plus ou moins
agitées et occupent dans l'espace des positions plus ou moins ordonnées mais ce sont toujours
des molécules d'eau : nous n'obtenons pas de nouvelles espèces chimiques mais nous avons
des états physiques différents de l'espèce chimique H2O (vapeur, glace, liquide).
II. LA STRUCTURE DE L'ATOME
Par définition, un atome est la plus petite partie d'un élément qui puisse s'envisager
(infiniment petit).
L'atome est électriquement neutre. Chaque atome est composé de 3 particules de matière
appelées particules élémentaires : le proton, le neutron et l'électron.
Au centre de l'atome se trouve le noyau formé de protons chargés positivement et de neutrons
qui sont neutres. Tout autour de ce noyau se trouve un nuage d'électrons chargés
négativement.
Il faut se souvenir que les électrons ne sont pas immobiles dans le nuage électronique : ils se
déplacent à l'intérieur d'un certain volume et non pas dans un plan. Conventionnellement, on
représente souvent la structure de l'atome par un cercle sur lequel des points représentent les
électrons.
L'atome d'hydrogène (H) est le plus simple de tous les atomes : son noyau contient 1 seul
proton autour duquel se déplace 1 unique électron.
1.LE NOYAU
Le noyau est constitué de nucléons qui peuvent être considérés comme la soudure de protons
et de neutrons.
1.1.LE PROTON

C'est une particule élémentaire dont la masse est d'environ 1835 fois la masse de l'électron :
1,67.10-27 kg.
Il porte une charge positive opposée à la charge négative de l'électron.
1.2.LE NEUTRON
C'est une particule élémentaire de masse voisine à celle du proton c'est-à-dire 1,67.10-27 kg.
Il ne porte pas de charge, on dit alors qu'il est neutre.
2.LES ELECTRONS
Ce sont des particules chargées négativement.
Ils ont tous la même masse qui est négligeable.
2.1.REPARTITION DES ELECTRONS
Les électrons ne sont pas répartis au hasard dans le nuage électronique : ils sont répartis sur 7
couches concentriques successives qui sont en s'éloignant du noyau K, L, M, N, O, P et Q.
Chaque atome possède une ou plusieurs couches électroniques.
2.2.REGLE DE REPARTITION DES ELECTRONS SUR LES COUCHES
Chaque couche électronique peut supporter un nombre limité d'électron variable pour chacune
d'elle.
La répartition se fait en saturant d'abord la couche K, puis la couche L, puis M, puis N etc. et
selon un principe : si n est le numéro de la couche, celle-ci ne peut contenir plus de 2n2
électrons.
K = 2*12 = 2
L = 2*22 = 8
M = 2*32 = 18
N = 2*42 = 32
O = 2*52 = 50
P = 2*62 = 72
Q = 2*72 = 98
Quelque soit le nombre d'électrons que peut supporter une couche électronique lorsqu'elle est
la plus externe elle ne peut supporter plus de 8 électrons. Toutefois, lorsque l'atome n'a que la
couche K elle ne peut recevoir que 2 électrons.
2.3.REPRESENTATION DE BOHR ET DE LEWIS
2.3.1.REPRESENTATION DE BOHR
Les couches électroniques sont représentées dans le plan par des couches concentriques.

2.3.2.REPRESENTATION DE LEWIS
Lewis représente seulement les électrons de la couche la plus externe appelée couche de
valence autour du symbole de l'atome.
Les électrons de la couche de valence se repartissent en doublets (paires) représentés par un
tiret et en électron célibataire représenté par un point.
3.NUMERO ATOMIQUE Z
Chaque atome est caractérisé par le nombre de ses protons appelé numéro atomique Z.
Ce nombre correspond aussi, puisque l'atome est électriquement neutre, au nombre de ses
électrons.
4.NOMBRE DE MASSE A
Le nombre de masse A correspond au nombre de nucléons (protons + neutrons) contenus dans
le noyau.
A = Z + N
(A nombre de masse, Z nombre protons ou électrons, N nombre neutrons)
5.FORMULE D'UN ATOME
Un atome est représenté par le symbole X de l'atome ainsi que le nombre de masse A et le
numéro atomique Z.
X
Il existe environ une centaine d'éléments chimiques (104). Chacun a reçu un nom et un
symbole.
Ils sont classés dans un tableau appelé classification périodique des éléments.
III.DEFINITION D'UN ISOTOPE
Deux atomes sont isotopes lorsqu'ils ont le même numéro atomique mais des nombres de
masse différents (mêmes Z, A différents).
Autrement dit, c'est un corps composé du même nombre de protons et d'électrons que
l'élément dont il est issu mais pas du même nombre de neutrons.
Exemple :
H H H
Hydrogène Deutérium Tritium
Du point de vue chimique, les isotopes ont des propriétés identiques mais leurs propriétés
physiques sont différentes.

IV.DEFINITION DES IONS
Dans certaines conditions, les atomes peuvent perdre ou gagner des électrons : ils deviennent
alors des ions.
1.CATIONS
Les cations sont des ions chargés positivement. Ceci correspond à la perte d'un ou plusieurs
électrons par l'atome de base.
2.ANIONS
Les anions sont des ions chargés négativement. Ceci correspond au gain d'un ou plusieurs
électrons par l'atome de base.
3.ION SIMPLE
Un ion simple ou ion monoatomique est un atome simple (seul) ayant gagné ou perdu un ou
plusieurs électrons.
Exemple :
L'ion simple de l'atome chlorure Cl est Cl + 1 e- = Cl-.
Il s'agit de l'anion simple chlorure ou ion chlorure.
4.ION COMPLEXE
Un ion complexe ou ion polyatomique est formé d'un groupe d'atomes ayant gagné ou perdu
un ou plusieurs électrons.
Exemple :
L'ion complexe du sulfate SO4 est SO4 + 2 e- = SO42-.
Il s'agit de l'anion complexe sulfate ou ion sulfate.
V.CLASSIFICATION PERIODIQUE DES ELEMENTS
1.GENERALITES
Tous les éléments sont classés dans un tableau appelé classification périodique des éléments.
Ce tableau a été établi en 1869 par Mendeleïev. Il comporte 8 colonnes et 7 lignes.
On y classe :
Sur une même colonne, tous les atomes ayant le même nombre d'électrons sur leur couche
externe : les éléments d'une même colonne forment une famille.La première colonne constitue
la famille des alcalins.
La seconde colonne constitue la famille des alcalino-terreux.
La septième colonne constitue la famille des halogènes.

La huitième colonne constitue la famille des gaz rares.
Sur une même ligne, tous les atomes ayant le même nombre de couches électroniques : les
éléments d'une même ligne forment une période.
2.COMPORTEMENT CHIMIQUE DES ATOMES
Règle de l'octet
Les atomes tendent à s'entourer d'un octet d'électron (8 électrons) comme le gaz rare qui le
suit ou le précède dans la classification périodique.
Atomes dont la couche périphérique comporte 8 électronsCes atomes sont inertes sur le plan
chimique comme ayant atteint une sorte de perfection dans leur arrangement. Ils n'ont aucune
tendance à changer. Ce sont les gaz rares, nobles ou inertes.
Atomes dont la couche périphérique comporte 5, 6 ou 7 électronsIls vont tendre vers la
saturation de leur couche externe à 8 électrons pour prendre la même structure que le gaz rare
le plus proche. Ils vont essayer de gagner 3, 2 ou 1 électron.
Atomes dont la couche périphérique comporte 1, 2 ou 3 électronsIls vont tendre à se
débarrasser d'1, 2 ou 3 électrons pour atteindre la perfection que représente une couche
externe saturée à 8 électrons.
On dit qu'un élément est électronégatif lorsqu'il gagne facilement 1 ou plusieurs électrons.
On dit qu'un élément est électropositif lorsqu'il cède facilement 1 ou plusieurs électrons.
Règle du duet
Certains éléments ont tendance à se débarrasser d'1, 2 ou 3 électrons pour avoir leur couche K
saturée à 2 électrons. Ces éléments sont le lithium, le béryllium et le bore.
VI.ASSEMBLAGE D'ATOMES
1.MOLECULES MONOATOMIQUES
Les seules molécules monoatomiques que l'on peut rencontrer dans la nature sont les
molécules d'hélium, de néon, d'argon, de krypton, de xénon et de radon.
Elles constituent les gaz nobles de l'air : mis à part ceux-ci, les atomes n'existent
qu'exceptionnellement à l'état isolé pour constituer des molécules monoatomique car ils sont
alors dans un état instable.
2.MOLECULES POLYATOMIQUES
Une molécule polyatomique est constituée de 2 ou plusieurs noyaux liés par un nuage
électronique comprenant un nombre d'électrons égal au nombre de protons contenus dans le
noyau.
La molécule polyatomique est électroniquement neutre.
La plus simple est le dihydrogène (H2) qui contient 2 noyaux d'hydrogène et 2 électrons.