Chimie

BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR
Systèmes Constructifs Bois et Habitat.
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DOSSIER 1 :
CHIMIE

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CHIMIE :ATOME ;MOLECULE ;REACTION CHIMIQUE.
1. Les éléments chimiques.
On distingue en chimie les corps simples, qui ne contiennent qu’un seul élément chimique, des
corps composés, constitués par plusieurs éléments.
Chaque éléments possèdent un symbole commençant par une lettre majuscule, la première du nom de
cet élément, suivi d’une lettre minuscule(la seconde ou la troisième) si il y a risque de confusion.
Exemple :
Oxygène : O
Carbone : C
mais le cuivre : Cu
pour l’azote N car le nom d’origine est le Nitrogène
de même pour le Sodium Na car le nom d’origine est Natrium
Dans l’univers les principaux éléments sont l’hydrogène et l’hélium quand à la terre elle est
essentiellement constitueé de Silicium(Si),d’oxygène (O),d’aluminium(Al),de magnésium(Mg) et de
fer (Fe).
La composition chimique du bois varie peu quelle que soit l’essence :
Carbone 50% : Oxygène 42% : Hydrogène 6% : Azote 1% :
2. Les atomes.
2.1. Constitution de l’atome.
L’atome est formé d’un noyau autour duquel gravitent des électrons.
On trouve dans le noyau les nucléons : protons et neutrons
Un atome comporte autant de protons que d’électrons, il est ainsi toujours électriquement neutre.
Prenons le cas de l’hydrogène, un seul électron gravite autour du noyau lui-même constitué d’un
seul proton, sachant que le rayon du proton et de l’électron est de 10-15 m et que la région ou il est le
plus probable de trouver l’électron est une sphère de rayon égal à environ 50.10-12 m soit 50000
fois plus grand on s’aperçoit que l’atome est en très grande partie constitué de ………..vide !
Si le proton était une petite sphère de 1m de rayon situé à Lille nous aurions des chances de voir
passer l’électron de même dimensions aux alentours de Lens !!!!!!!!!!!!
Résumé :
Protons
m p=1,67.10-27kg
Noyau rayon 1,2.10-15m
Charge :1,6.10-19C
Neutrons
Atome
m n=m p
Electrons
me = mp /1836
rayon 2,8.10-15m
Charge :-1,6.10-19C

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2.2. Numéro atomique Z et nombre de masse A.
Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons contenus dans le noyau.
Le nombre de masse A correspond au nombre de nucléons du noyau (proton+neutron)
Comme il y a autant d’électrons que de protons dans un atome, Z correspond aussi au nombre
d’électrons.
Notation :
Exemple de notation chimique pour le fluor .
F
19
9
A=19 Z=9 soit 9 protons 9 électrons => 19-9=10 neutrons.
Complétez :
symbole de
l’élément
Nom de
l’atome
Nombre de
neutron
Nombre de
protons
Nombre de
d’électrons
6
12 C
carbone
11
23 Na
sodium
92
238 U
Uranium238
92
235 U
Uranium 235
1
1H
hydrogène
1
2H
deutérium
1
3H
tritium
2.3. Isotopes .
Ce sont des atomes ayant même numéro atomique Z mais un nombre masse A différent.
Même nombre d’électrons et de protons mais un nombre de neutrons différents
Exemples :
C
12
6
et
C
14
6
sont deux isotopes, on trouve dans la classification le nucléide le plus répandu.
A l’état naturel on trouve l’azote sous la forme d’un mélange :
N
14
7
et
N
15
7
99,636 % du premier et 0,364% du second, ces proportions restant quasiment les mêmes quel que
soit l’échantillon.
Dans le tableau ci-dessus nous avons les isotopes de l’uranium et de l’hydrogène.
2.4. Masse molaire.
La masse d’un atome étant très faible on préfère considérer la masse d’une mole d’atome.
La mole a été définie de la façon suivante (décret du 4 décembre 1975)
La mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a
d’atomes dans 0,012kg de carbone 12
Il faut spécifier les entités élémentaires exemple : une mole d’atome, de molécules, d’ions……..

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Dans une mole d’atomes il y a NA 6,02 .1023 atomes
On note n le nombre de moles
Dans la classification périodique (voir document) figurent les masses molaires atomiques des
éléments.
Combien y a t-il de moles d’atomes puis d’atomes d’argon dans 0,250kg de cet élément ?
Masse d’argon m=250g
Masse molaire atomique de l’argon : Mar=40g.mol-1
On en déduit que le nombre de moles n d’argon est :
nar=mar/Mar=6, 25 moles
Il y a dans 250g d’Argon NA.n= 6,02 1023.6,25= 37,625 1023 atomes
Amusons-nous, cela peut s’écrire 3 762 500 000 000 000 000 000 000
3,7625 MILLIONS DE MILLIARDS DE MILLIARDS D’ATOMES.
2.5. Répartition des électrons.
Les électrons se déplacent autour du noyau sur des couches ou des niveaux d’énergie.
Chaque couche est caractérisé par un nombre et une lettre; le nombre d’électrons y est limité.
Numéro de la couche
Lettre
Nombre de d’électrons
1
K
2
2
L
8
3
M
18
4
N
2n²=2.4²=32
Avec n =numéro de la couche
Plus le numéro de la couche augmente, plus elle est éloignée du noyau.
La couche la plus éloignée du noyau est appelée couche externe ou couche périphérique.
Représentation de Lewis.
On représente le symbole de l’élément autour duquel sont notés, à l’aide d’un point pour un électron
ou d’un tiret pour deux électrons, les électrons de la dernière couche, de manière à n’avoir que 4
symboles au maximum.
Exemples:
L’atome d’hydrogène:
H
1
1
.
H
H
L’atome de oxygène
O
16
8
.
O
O

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L’atome de krypton
36
84 Kr
.
Kr
Kr
L’atome de carbone
6
12 C
.
C
C
Dans la classification périodique :
-les atomes rangés dans une même colonne ont même nombre d’électrons sur leur couche externe, ce
qui leur confère des propriétés chimiques voisines.
-Les atomes d’une même ligne font intervenir un même nombre de couches.
Les éléments de la huitième colonne correspondent aux gaz rares ou nobles, ils ne donnent
pratiquement pas de réactions chimiques on dit qu’ils sont stables.
Ils forment des molécules monoatomiques (corps simples) présentes dans l’air en faibles proportions.
Ils comportent huit électrons sur leur couche externe à l’exception de l’hélium (2).
Au cours d’une réaction chimique chaque atome essaiera d’obtenir huit électrons sur sa couche
externe afin d’être le plus stable possible : c’est la règle de l’octet.
2.6. Les ions.
Pour obtenir une plus grande stabilité les atomes vont tenter d’obtenir huit électrons sur leur couche
externe(ou deux pour les atomes proches de l’hélium).
Pour cela ils vont perdre ou gagner des électrons et former ainsi des ions positifs (cations : perte d’un
ou plusieurs électrons) ou négatifs (anions gain d’un ou plusieurs électrons).
Les éléments de la première colonne vont facilement perdre un électron pour former des cations
Exemple :Li+ ,Na+, K+,……..
Les éléments de la deuxième colonne perdront facilement deux électrons exemple :Mg2+
Les éléments de la septième colonne gagneront facilement un électron :Cl-
Ceux de la colonne six gagneront facilement deux électrons : ions oxyde O2- ou sulfure S2-
Formule d’un composé ionique : Na+Cl- :chlorure de sodium
Le sodium perd un électron au profit du chlore, chacun des deux éléments a huit électrons sur sa
couche externe.