REPRESENTATION DE L`AIR.
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REPRESENTATION DE L'AIR. 1. LES ATOMES. En utilisant une encyclopédie et le logiciel de modélisation moléculéculaire on peut dresser un tableau pour les atomes utilisés dans ce T.P. : Atome Hydrogène Carbone Oxygène Azote Chlore Soufre H C O N Cl S Rayon 21.10-12 m 96.0-12m 65.10-12 m 98.10-12 m 99.10-12 m 5,89.10-26 kg Masse 1,67.10-27 kg 1,99.10-26 kg 2,66.10-26 kg 2,33.10-26 kg 127.10-12 m 5,32.10-26 kg Symbole Représentation Les atomes sont très petits (quelques dizaines de picomètres ; 1pm = 10-12 m), identiques et indiscernables. Ce sont les éléments qui servent à constituer les molécules. 2. LES MOLECULES En simplifiant, les corps purs moléculaires comportent quantité d'édifices formés à partir d'atomes liés entre eux. Ils seront représentés par un des ces édifices : la molécule. 2.1. Gaz hydrogène Lorsqu'on place le premier atome d'hydrogène, le logiciel monte qu'il possède qu'un seul électron. Or les édifices atomiques sont stables lorsque ces électrons sont appariés. Lorsqu'on clique une deuxième fois au voisinage de l'atome d'hydrogène déjà placé, on voit que les deux électrons s'effacent devant un trait qui représente la liaison qui unit désormais ces deux atomes. Définitions Deux atomes liés par la mise en commun d'un électron sont liés par une liaison covalente. Les molécules de gaz hydrogène sont des édifices formées par deux atomes d'hydrogène, suivant les règles édictées par l'IUPAC, on l'appellera dihydrogène 2.2. Gaz oxygène Deux éléments oxygène figurent dans la barre de construction. Avec le premier on ne peut former de molécule, car les deux atomes en bout de chaîne ne trouvent pas de partenaire. On essaye le deuxième modèle. Deux atomes suffisent pour former une molécule. Les molécules de gaz oxygène sont formées de deux atomes liées par une double liaison covalente car chacun des atomes apporte deux électrons. Nom I.U.P.A.C. : Dioxygène La mise en commun de quatre électrons nécessite un recouvrement plus grand des sphères atomiques, la double liaison est plus courte que la simple liaison. 2.3. Gaz azote Deux éléments azote figurent dans la barre de construction.Avec le premier on ne peut former de molécule, car les deux atomes en bout de chaîne ne trouvent pas de partenaire et la structure s'emmêle rapidement. Or les sphères atomiques ne se recouvrent que pour former une liaison... On essaye le deuxième modèle. Deux atomes suffisent pour former une molécule. Le gaz azote est formé de molécules liées par une triple liaison covalente. Nom I.U.P.A.C. : Diazote La mise en commun de six électrons nécessite un recouvrement plus grand des sphères atomiques, la triple liaison est plus courte que la double liaison. De ce fait il n'existe pas de quadruple liaison. 2.4. Gaz chlore Bien que l'atome de chlore soit un gros atome, il ne possède qu'un électron de valence. La justification vous sera donnée en seconde. Règle L'atome de chlore est représenté par son symbole chimique Cl, de façon analogue, la molécule sera représentée par une formule brute qui fait l'inventaire des atomes qui forment une molécule avec en indice le nombre d'atome : Cl2 Nom I.U.P.A.C. : Dichlore 2.5. Gaz chlorhydrique Lorsqu'on ouvre la bouteille d'acide chlorhydrique concentré, il apparaît un brouillard dû à la dissolution du gaz chlorhydrique dans la vapeur d'eau atmosphérique qui condense en solution d'acide chlorhydrique. On construit la molécule en utilisant les atomes déjà étudiés : on forme rapidement une molécule dont la formule brute est H1Cl1 Règle Mais lorsqu'on écrit le symbole de l'hydrogène ou du chlore c'est qu'un atome au moins figure dans la molécule. S'il n'y a en qu'un, on ne mettra pas d'indice 1 Nom I.U.P.A.C. : chlorure d'hydrogène Formule brute : HCl Définitions Les molécules de dihydrogène, dioxygène, diazote, ..., ne sont formées que d'un seul élément, ce sont des corps simples Les molécules de chlorure d'hydrogène, ..., sont formées d'au moins deux éléments, ce sont des corps composés. 2.6. Eau Lavoisier a montré que la molécule d'eau était formé d'atomes d'hydrogène et d'atomes d'oxygène. (Leçon 1) Le modèle d'atome d'oxygène déjà utilisé conduit à une impasse géométrique .En utilisant l'autre modèle on obtient sans peine la molécule d'eau H2O La molécule est ici représentée par une formule développée. associée à un modèle dit éclaté dans lequel les liaisons volontairement étirées permettent de mette en évidence les particularités géométriques H H \ O / Le modèle éclaté permet de mettre en évidence l'angle de 120° que font les deux liaisons. Nom I.U.P.A.C. : hémioxyde d'hydrogène (inusité) Nom usuel : Eau Formule brute H2O 2.7. Gaz naturel Les quatre électrons de valence de l'atome de carbone offre une grande variété de combinaisons. La molécule de gaz naturel est un hydrocarbure ne comportant que de simples liaisons. Représenter sa structure tétraédrique devient difficile dès qu'il y a plusieurs carbones. Les formules développées ou semi développées planes ne rendent pas compte de la géométrie Nom usuel : Gaz naturel Nom I.U.P.A.C. : méthane Formule brute : CH4O 2.8. Gaz carbonique. Les quatre électrons de valence de l'atome de carbone peuvent donner deux doubles lisons. Un seul modèle d'atome d'oxygène convient ... Le nom IUPAC reflète la structure de la molécule : 2 atomes d'oxygène pour un atome de carbone : dioxyde de carbone Nom usuel : Gaz carbonique Nom I.U.P.A.C. : Dioxyde de carbone Formule brute : CO2 2.9. Oxyde de carbone Les voiture mal réglées empoisonnent l'atmosphère par des dégagements d'oxyde de carbone. Lors de la formation des molécules, l’atome de carbone n'utilise pas tous ses électrons de valence pour former la molécules. Il sera très réactif, ce qui en fait un poison. Le nom IUPAC permet de différencier les deux oxydes de carbone :monoxyde de carbone Nom usuel : Oxyde de carbone Nom I.U.P.A.C. : Monoxyde de carbone Formule brute : CO 2.10. Gaz sulfureux Encore un polluant provenant de la combustion des carburants. ! L'atome de soufre est un atome complexe qui peut exister sous plusieurs configurations. La plus courante se trouve dans la barre des atomes du logiciel. Nom usuel : Gaz sulfureux Nom I.U.P.A.C. : Dioxyde de soufre Formule brute : SO2 2.11. Conclusion. Les corps chimiques sont constitués de molécules identiques, indiscernables, de petites dimensions. Les molécules sont constituées d'atomes identiques, indiscernables, de très petites dimensions. 4. LA POLLUTION DE L'AIR. En simplifiant, l'air pur peut être considéré comme un mélange de 20% de dioxygène pour 80 % de diazote. Bien que réglementés les rejets atmosphériques de certaines usines libèrent des oxyde d'azotes, du dioxyde de soufre ... La circulation automobile est responsable des émissions de monoxyde et de dioxyde de carbone Par beau temps, l'absence de vent provoque l'accumulation de polluants qui réagissent entre eux et libèrent d'autres gaz nocifs comme l'ozone. L'accumulation de polluants même dans de faibles proportions, provoque la formation de brouillard photo-chimique (smog) qui nécessite l'application de mesures spécifiques. l'air pur l'air pollué par la circulation l'air pollué par l'activité industrielle Il ne faut pas oublier les poussières et particules en suspension (particule de carbone des voitures diesel mal réglées ...) etc... Il n'y a pas de rejets négligeables, tous les rejets ont un effet cumulatifs qui dégrade l'environnement. © Villafruela Daniel mise à jour le 14-05-2001
