λ = ν

CH 2 : Couleur des objets, Sources de lumière colorée
Comment obtenir le spectre d’une source lumineuse :
Pour obtenir le spectre d’une source de lumière, il faut utiliser un système dispersif (réseau ou prisme) :
Schéma d’obtention d’un spectre.
Fente
Systéme
dispersif
Ecran
Source de
lumière
Le spectre de la lumière émise par une source peut être constitué d'une seule raie ou de plusieurs raies;
Une source monochromatique émet une seule radiation.
Une source polychromatique émet plusieurs radiations.
Une radiation est caractérisée par sa longueur d'onde  (lambda) dans le vide.
La longueur d'onde , dans le vide, et la fréquence v d'une radiation lumineuse sont liées par la relation

c
8
 s'exprime en mètre (m), v en hertz (Hz), c est la vitesse de la lumière dans le vide : c
= 3 x 10 m.s-1
Dans le vide ou dans l'air, les radiations visibles ont des longueurs d'onde comprises entre 400 nm et
800 nm environ. Elles sont limitées par les ultraviolets ( < 400 nm) et par les infrarouges ( > 800
nm).
Energie d’un photon :
Pour une radiation de longueur d'onde  (m) dans le vide et de fréquence v (Hz), chaque photon
transporte un quantum d'énergie :
Cette énergie s'exprime en joule (J) par la relation:
h
h est la constante de Planck : h = 6,63 x 10-34 J . s;
c est la vitesse de la lumière dans le vide : c = 3 x 108 m.s-1.
On parlera par la suite d'un photon de longueur
 d'onde  dans
le vide et de fréquence v.
Les valeurs des énergies des atomes exprimées en joule (J)
étant extrêmement faibles, on utilisera souvent comme unité
d'énergie l'électron-volt (eV) : 1 eV = 1,60 x 10-19 J.
Quantification de l'énergie des atomes :
L'énergie d'un atome est quantifiée.
Le diagramme de niveaux d'énergie d'un atome représente
les niveaux d'énergie possibles de cet atome.
L'état de plus basse énergie correspond à l'état fondamental :
c'est l'état stable de l'atome.
Les autres états, d'énergie supérieure, sont qualifiés d'états
excités. Il en existe une infinité.
Dans l'état d'énergie nulle, l'atome est ionisé.
c

 h 

4.3 Émission de lumière :
Un atome excité (par décharge électrique, absorption de
lumière, etc) retourne spontanément à son état fondamentale
ou à un état d’énergie plus faible, en émettant un photon qui
emporte l’énergie cédée par l’atome.
Awass
E  E sup  E inf  h 
c

 h 
E s'exprime en joule (J),  en mètre (m) et v en hertz (Hz).
Absorption de lumière :
Un atome émet un photon quand il passe d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau inférieur.
Il peut aussi absorber un photon de même énergie lorsqu'il passe du niveau inférieur Einf au niveau
supérieur Esup .
Cela explique la présence de raies noires dans les spectres d'absorption étudiés en classe de Seconde.
CH 3 : Pigments, colorants, solutions colorées, loi de Beer Lambert.
Paramètres influençant la couleur
La couleur de certaines espèces colorées peut dépendre de
certains paramètres :
La température, le solvant utilisé, la valeur pH, l’humidité, la
concentration de l’espèce en solution…etc.
Quelle est la couleur d’une solution contenant plusieurs
espèces colorées ?
La couleur d'un mélange résulte d'une synthèse soustractive
des couleurs, des matières colorées ayant servi à sa réalisation.
Dans le cercle chromatique simplifié, chaque couleur a pour
couleur complémentaire, celle qui lui est diamétralement
opposée. La couleur perçue correspond à la couleur
complémentaire de la (ou des) radiations absorbée(s).
Couleur et concentration, Loi de Beer Lambert
Principe du spectrophotomètre :
0 Flux lumineux
 Flux lumineux
Un spectrophotomètre comporte une source de lumière blanche, un incident
transmis
système dispersif (réseau ou prisme), un porte cuve, un système
mesurant l’intensité lumineuse à la sortie de la cuve. Le système
dispersif permet de sélectionner la radiation de la lumière qui
traverse la cuve.
Le spectrophotomètre effectue une comparaison entre 0 intensité lumineuse qui penetre dans la cuve et 
intensité lumineuse de la lumière qui sort de la cuve.
Et donne deux grandeurs : La transmittance : T 
L’absorbance : A = - log (T)

0
A et T n’ont pas d’unité.
La proportion de lumière absorbée par une solution, à une
longueur d'onde  donnée, est son absorbance A.
Le spectre d'absorption d'une solution est le graphe de
l'absorbance en fonction de la longueur d'onde.
Spectre d’absorption d’une solution diluée de permanganate de
potassium de couleur violette.
Loi de Beer-Lambert
Doser une espèce chimique dans une solution, c'est déterminer la concentration de cette espèce chimique
dans la solution. Pour des solutions suffisamment diluées, l'absorbance est proportionnelle à la
concentration de l'espèce colorée
A= k.C =  .  . C
avec A absorbance sans unité,  longueur de la cuve en cm, C concentration de
la solution en mol.L-1 et  coefficient d'extinction molaire en L.mol-1.cm-1.
 dépend de la nature de l'espèce, de la longueur d'onde de la radiation utilisée, du solvant et de la
température.
CH 4 : TABLEAU D’AVANCEMENT
Fiche : Comment calculer une quantité de matière n en mole :
Pour un solide on utilise la relation
n
m
M
, ou m est masse de solide en g et M sa masse
molaire en g.mol-1.
Pour une solution de concentration C en mol.L-1 et de volume V en L :
Pour un gaz de volume V en L ,
n
V
VM
, ou VM, est le volume molaire du gaz.
ETRE CAPABLE DE FAIRE UN TABLEAU D’AVANCEMENT
CH 5 : COULEUR DES MOLECULES ET STRUCTURE DES MOLECULES ORGANIQUES
STRUTURE MOLECULAIRE ET COULEUR :
Comme les atomes, les molécules possèdent des niveaux d’énergie quantifiés et interagissent avec la
lumière. Les molécules peuvent donc absorber une partie du spectre électromagnétique.
Lorsque les longueurs d’onde des radiations absorbées se situent dans la partie visible du spectre,
la substance contenant ces molécules est colorée.
SAVOIR REPRESENTER LA FORMULE TOPOLOGIQUE DES MOLECULES
GROUPES CHROMOPHORES ET AUXOCHROMES :
On appelle groupe chromophore un agencement d’atomes capables d’absorber fortement une
partie visible du spectre lumineux.
Exemples de groupes chromophores :
-C=C-C=C- -C=N- -N=N- -C=C-C=O
Le déplacement de l'absorption vers les plus grandes longueurs d'onde dans le domaine visible, est dû
notamment à la présence de certains groupes auxochromes (du grec auxein : accroître) couplés aux
groupes chromophores.
Exemples de groupes auxochrome :
-O-CH3 -NH2 -OH -Br
DOUBLES LIAISONS CONJUGUEES :
Dans une chaine carbonée, deux liaisons doubles sont en position conjuguée lorsqu’elles sont
séparées par une liaison simple.
La longueur d'onde de la lumière absorbée
augmente lorsque le nombre de doubles liaisons
conjuguées augmente.
CH 7 : LES INTERACTIONS FONDAMENTALES
La masse et l’interaction gravitationnelle
Loi de Newton : Deux corps ponctuels, de masse mA et mB, séparés d'une distance d, exercent l'un sur
l'autre des forces attractives FAB et FBA , de même direction, de sens opposés et de même valeur :
FAB  FBA  G
m A .m B
d2
A4
B4
Loi de Coulomb
Deux charges ponctuelles qA et qB, placées dans le vide ou dans l'air, séparées d’une distance d, exercent
l'une sur l'autre des forces FAB et FBA , de même direction, de sens opposés et de même valeur :
FAB  FBA  k
q A .q B
d2
Ces forces sont attractives si les charges sont de signes contraires et répulsives si les charges sont de
même signe.
signe(qA)  signe(qB)
A
B
B
signe(qA) = signe(qB)
CH 8 : COHESION DES SOLIDES
Certains atomes ont une aptitude plus grande que d'autres à attirer vers eux les électrons du (ou des) doublet(s) de
liaison: on dit qu'ils sont plus électronégatifs. Il en résulte une dissymétrie électrique entre les deux atomes:
Une molécule est polaire si elle contient une ou des liaisons covalentes polaires et si le barycentre des charges
excédentaires poisitives ne coincide pas avec le barycentre des charges excédentaires négatives.
Un solvant polaire comme l’eau, pourra dissoudre des espèces chimiques polaires ou ioniques. Un solvant
apolaire sera approprié pour des espèces chimiques apolaires.
+
H
2 -
O
+
H
H
CH 9 : RADIOACTIVITE, ENERGIE NUCLEAIRE
ACTIVITE D'UNE SOURCE RADIOACTIVE
L'activité d'une source radioactive est le nombre moyen de désintégrations par seconde. Son symbole est A
et son unité dans le Système International des unités (Sl) est le becquerel, de symbole Bq. (1 Bq correspond à
une désintégration par seconde)
EQUIVALENCE MASSE-ENERGIE
Un objet de masse m au repos possède une énergie E, appelée énergie de masse, telle que:
E énergie en J (joule), m masse en kg, c célérité de la lumière (c = 3,00 x l08 m . s-1)

E  m  c2
Défaut de masse et énergie des noyaux
La formation d'un noyau s'accompagne d'un défaut de masse, en effet la masse d'un noyau est plus petite que la
masse de ses constituants (nucléons). Cette énergie est l'énergie de liaison, notée El.
Eliaison = ( masse(nucléons séparés) – masse(noyau) ) . c2
Une transformation nucléaire libère de l'énergie.
L'énergie libérée lors d'une réaction nucléaire est : E libérée  E  m  c 2
E, variation d'énergie en J, m variation de masse totale des noyaux et particules en kg, c, célérité de la lumière
CH 16 : COUPLE OXYDANT
 REDUCTEUR, REACTION D’OXYDOREDUCTION
Une réaction d'oxydoréduction est une réaction qui implique un transfert d'électrons entre les
réactifs.
Un oxydant est une espèce chimique (atome, ion) susceptible de gagner un (ou des) électron(s).
Un réducteur est une espèce chimique (atome, ion) susceptible de perdre un (ou des) électron(s).
Un couple oxydant/réducteur est noté Ox / Red.
Le couple Ox / Red est défini par la demi-équation d’oxydo-réduction :
Ox + n e- = Red
Une oxydation est une perte d’électron(s).
Une réduction est gain d’électron(s).
Une réaction d'oxydoréduction est une réaction de transfert d'électrons entre le réducteur Red1
d'un couple Ox1/Red1 et l'oxydant Ox2 d'un autre couple Ox2/Red2.
Ox1 + n1 e- = Red1
et
Ox2 + n2 e- = Red2.
Le réducteur cède des électrons :
Red1
= Ox1 + n1 ex n2
L'oxydant capte des électrons :
Ox2 + n2 e = Red2
x n1
équation de la réaction:
n2 Red1 + n1 Ox2  n2 Ox1 + n1 Red2.
Écrire une demi-équation d'oxydoréduction
Exemples de couples :
MnO4- / Mn2+; I2 / IPour établir une demi-équation d'oxydoréduction, il faut dans l'ordre:
1) Identifier l'oxydant et le réducteur du couple. On place l’oxydant à gauche.
2) Ajuster, si nécessaire, les nombres stœchiométriques de manière à assurer la conservation des éléments
chimiques autres que 0 et H.
3) Assurer la conservation de l'élément chimique oxygène en rajoutant éventuellement des molécules
d'eau du coté où il manque des atomes d'oxygène.
4) Assurer la conservation de l'élément chimique hydrogène en rajoutant éventuellement des ions H+(aq)
du côté où il manque des atomes d'hydrogène.
5) Assurer la conservation de la charge électrique en rajoutant des électrons à gauche du signe =.
Étape 1
Étape 2
Etape 3
Étape 4
Étape 5
I2 = II2 = 2 II2 = 2 II2 = 2 II2 + 2e- = 2 I-
MnO4- = Mn2+
MnO4- = Mn2+
MnO4- = Mn2+ + 4H20
MnO4- + 8 H+ = Mn2+ + 4 H20
MnO4- + 8 H+ + 5 e- = Mn2+ + 4 H20
CH 17 : NOMENCLATURE ET TESTS CARACTERISTIQUES DES ALCOOLS, ALDEHYDES
, CETONES ET ACIDES CARBOXYLIQUES
1. LES ALCOOLS
Définition : Les alcools sont les hydrocarbures contenant un groupe hydroxyle OH porté sur un
atome de carbone tétraédrique. On distingue trois classes d'alcool. Voir ci-dessous.
Nomenclature : On cherche la chaine la plus longue contenant le groupe OH, on numérote cette
chaine pour que le groupe OH porte le numéro le plus petit. La terminaison du nom se finit par
« ol », précédé du numéro du carbone qui porte OH. Voir ex ci-dessous.
Les alcools primaires
Le carbone qui porte la fonction
alcool n’est lié qu’à un seul
autre atome de carbone.
Les alcools secondaires
Le carbone qui porte la fonction alcool
est lié à deux autres atomes de carbone.
Les alcools tertiaires
Le carbone qui porte la fonction alcool est lié
à trois autres atomes de carbone.
1.2. TEST DES ALCOOLS :
Les alcools primaires et secondaires peuvent être identifiés par leur action sur une solution
acidifiée de permanganate de potassium, qui se décolore
2. COMPOSES CARBONYLES : ALDEHYDES OU CETONES :
Définition : Les composés carbonylés sont des hydrocarbures présentant une double liaison C=0
dans l'enchaînement carboné.
Nomenclature :
Aldéhyde : On cherche la chaine la plus longue contenant le groupe =O, on donne au groupe =O le
numéro 1. La terminaison du nom se finit par « al ».
Cétone : On cherche la chaine la plus longue contenant le groupe =O, on numérote cette chaine
pour que le groupe =O porte le numéro le plus petit. La terminaison du nom se finit par « one »,
précédé du numéro du carbone qui porte =O. Voir ex ci-dessous.
définition
aldéhydes
La double liaison oxygéne d'un aldéhyde
est en bout de chaîne
cétones
La double liaison est placée au milieu de la
chaîne
Structure générale
Exemple
2.2. TEST DES ALDEHYDES ET CETONES :
Le test caractéristique permettant d'identifier la présence d'un composé carbonylé est celui de la 2,4-DNPH.
En introduisant quelques gouttes de composé dans un tube à essais contenant de la 2,4-DNPH, on obtient un
précipité jaune orangé.
Le réactif de Tollens ou la liqueur de Fehling permettent de mettre en évidence un aldéhyde.
ALDEHYDE
CETONE
Test à la DNPH
POSITIF
POSITIF
Test au réactif de tollens ou à la liqueur de
Fehling
POSITIF
NEGATIF
3. FONCTION ACIDE CARBOXYLIQUE
Définition : La fonction carboxyle COOH est caractéristique des acides carboxyliques. Sur l’atome
de carbone en bout de chaine existe une fonction OH et une liaison double avec un atome
d’oxygéne.
Nomenclature : On cherche la chaine la plus longue contenant le groupe COOH, on donne au
groupe COOH le numéro 1. Le nom commence par le mot acide et la terminaison du nom se finit
par « oïque ».
Acide carboxylique
acide butanoïque
TEST DES ACIDES CARBOXYLIQUES : Toutes les solutions aqueuses contenant un acide
carboxylique ont un pH inférieur à 7. On peut donc tester un acide carboxylique par un indicateur
coloré : Par ex avec le BBT, un acide prend une couleur jaune orangé.
4. REACTIVITE DES ALCOOLS : OXYDATION MENAGEE
Définition : Une oxydation ménagée est une transformation d'oxydoréduction préservant le squelette
carboné du composé organique de départ.
Alcool primaire
Oxydation ménagée
Aldéhyde
Oxydation ménagée
Acide carboxylique
R — CH2 — OH

R — CHO

R-COOH
Alcool secondaire
Oxydation ménagée
Cétone
R1— CH — R2

OH

R1 — C — R2

0
Alcool tertiaire
Oxydation ménagée
Rien
R2

R1 — C — R3

OH

X