Version #1:Module 1

Sciences physiques 416
Ghislain, Jean & Marie-Josée
Révision de fin d'année juin, 2001
Le but de la présentation
Au cours de l ’heure qui va suivre nous ferons le
tour du programme de sciences physiques 416.
Espérons que ce survol général vous aidera lors de
votre prochain examen.
Le programme de sciences
physiques 416
• Module 1: LA MATIÈRE
• Module 2: L ’ÉLECTRICITÉ
• Module 3: LES SOLUTIONS
Module 1: LA MATIÈRE
• 2. Propriétés caractéristiques
• 3. Changements physiques et chimiques
• 4. La structure atomique
• 5. La classification des éléments
Une propriété peut être….
• caractéristique
• non caractéristique
constitue une façon d'être ou
de réagir propre à une
seule substance ou à un
petit groupe de
substances ...
constitue une façon d'être ou
de réagir commune à un
grand nombre de
substances …
–
–
–
–
point de fusion, d'ébullition
masse volumique
chaleur massique
conductibilité électrique
– magnétisme
–
–
–
–
masse
volume
aire
couleur
Une propriété peut être….
physique
• Elle exprime l ’état
d ’une substance.
Ex:. L ’objet est rouge.
chimique
• Elle exprime le
comportement d ’une
substance.
Ex:. Le dihydrogène
explose en présence
de la flamme.
Une propriété peut être….
qualitative
• Elle exprime une
qualité.
Ex:. L ’objet a une
forme arrondie.
quantitative
• Elle s ’exprime
habituellement par
une valeur
numérique.
Ex:. La masse est de
50 grammes
2. Propriétés caractéristiques
…………………………...……….…...(des gaz)
Des tests caractéristiques nous permettent
d ’identifier une substance gazeuse
•L ’hydrogène
>>>>>>>>>>>le test de la flamme
•L ’oxygène
>>>>>>>>>>> le test du tison
•Le CO2
>>>>>>>>>>> le test de l ’eau de chaux
2. Propriétés caractéristiques
……………………………...….…...(des liquides)
Les propriétés caractéristiques nous
permettent d’identifier une substance
liquide
• Conductibilité électrique
• Papier au dichlorure de cobalt = beige rosé
• Mesure du degré d ’acidité
>>>>>>>>>>> test du tournesol
• Mesure de la masse volumique
La masse volumique
…………………………...……….…...(protocole)
•
•
•
•
1. Peser un cylindre gradué vide
2. Remplir le cylindre gradué de liquide.
3. Peser le cylindre gradué plein.
4. Soustraire les deux masses pour trouver
la masse du liquide seul.
• 5. Mesurer le volume du liquide.
• 6. Diviser la masse par le volume
Ex:. Un liquide mesure 20 mL. Il pèse 15,8
grammes. Sa masse volumique est de….
15,8g
0,79g

20mL
mL
2. Propriétés caractéristiques
………………………...……….…...(des solides)
• Les propriétés caractéristiques nous
permettent d ’identifier une substance
solide
• Conductibilité électrique
• Mesure de la masse volumique
La masse volumique
……………………………………….....(protocole)
• 1. Mesurer la masse du solide
• 2. Mesurer le volume du solide
– mesurer un volume d'eau dans le cylindre
– placer le solide dans le cylindre
– calculer l ’augmentation du volume de l ’eau.
• 3. Diviser la masse par le volume
ex:. Un objet mesure 20 mL. Il pèse 150 grammes.
3
Sa masse volumique est de….150g
3  7,5g / cm
20 cm
3. Les changements…..
physiques
• Ils ne modifient pas la
nature de la substance.
Ex:. La glace, l’eau et un nuage
sont formés de la même
substance
chimiques
• Ils changent la nature ,
la composition de la
substance.
Ex:. La rouille et le fer n ’ont pas la
même formule chimique.
Les changements chimiques se
reconnaissent par...
• La production de chaleur et de lumière.
• Le dégagement d ’un gaz.
• La formation d ’un précipité.
• Le changement de couleur.
CE NE SONT QUE DES INDICES.
Est-ce que la composition de la substance
est modifiée ???
Classification de la matière
Tout ce qui possède une masse
et occupe un certain volume.
Un mélange renferme
plusieurs substances pures
…homogènes
…hétérogènes
éléments
H2
Co
Ne
Na
composés
H2 O
CO2
CH3COOH
NaCl
Qui peut me dire….
Dans quelle S catégorieS peut-on situer...
1.- l ’eau distillée...
2.- la crème glacée
aux cerises...
3.- le jus de tomates...
?
?
?
Une substance matérielle ?
Un mélange...
?
?
hétérogène
Une substance matérielle
Une substance pure
Un composé
Une substance matérielle
Un mélange...
homogène
?
?
?
Qui peut me dire….(suite)
Dans quelle S catégorieS peut-on situer...
1.- le cuivre...
Une substance matérielle
Une substance pure
Un composé
2.- la crème glacée
aux cerises...
Une substance matérielle
Un mélange...
hétérogène
3.- le jus de tomates...
Une substance matérielle
Un mélange...
homogène
?
?
?
Impacts des changements
4. Les modèles atomiques
•
•
•
•
•
Aristote et Démocrite (400 av JC)
Modèle de Dalton (1850)
Modèle de Thomson (1880)
Modèle de Rutherford (1903)
Modèle actuel simplifié - Rutherford-Bohr
(1930)
Aristote et Démocrite (400 av JC)
Démocrite
• La matière est
discontinue
• Elle est formée de
particules que je
nomme: atomes
Aristote
• La matière est
uniforme
• Il ne peut pas y avoir
de vide dans la matière
Modèle de Dalton (1850)
•
•
•
•
La matière est formée d ’atomes
Ils varient selon les éléments
Ils s ’unissent pour former des molécules
ex:. 2 H2 + O2 ==> 2 H2O
Légende
=H
=O
Modèle de Thomson (1880)
• Les atomes sont formés d ’une masse
positive parsemée d ’électrons négatifs.
_
_
_ _ _ __
_ _
_
_
_
_
_
_
_
_
Modèle de Rutherford (1903)
• Les atomes sont formés d’un noyau positif
dense et compact entouré d ’électrons.
+++
Modèle actuel simplifié Rutherford-Bohr (1930)
• Les atomes sont formés d’un noyau positif
dense et compact entouré d ’électrons
répartis sur plusieurs couches électroniques.
Modèle actuel simplifié Rutherford-Bohr (1930)
Électrons
Voici un exemple
Noyau:
protons et neutrons
Les isotopes (définition)
• Les isotopes sont des éléments ayant le
même numéro atomique mais des masses
différentes.
Exemple:
• Le carbone 12 ==> no 6, symbole C, masse 12
• Le carbone 14 ==> no 6, symbole C, masse 14
Les isotopes (applications)
Substances
radioactives
Carbone 14
Utilisateurs
Archéologie
Utilisations
Datation des vestiges
archéologiques
Uranium 235
Centrales
nucléaires
Production de
l’électricité
Cobalt 60
Médecine
Traitement du
cancer
???????????
Industrie
alimentaire
Irradiation des
aliments
5. La classification des éléments
Les métaux et les non métaux
(positions)
Les métaux et les non métaux
(propriétés métalliques)
•
•
•
•
Ils sont brillants
Ils sont conducteurs
Ils sont malléables
Ils réagissent aux acides
Les métaux alcalins
Les métaux alcalins (propriétés)
• Ils sont mous (facile à couper)
• Ils réagissent facilement à l ’eau
Les alcalino-terreux
Les alcalino-terreux (propriétés)
• Ils sont plus durs que les métaux alcalins
• Ils sont moins réactifs
Les halogènes
Les halogènes (propriétés)
• Ils sont corrosifs
• Ils sont bactéricides
Les gaz inertes
Les gaz inertes (propriétés)
• Ils ne réagissent pas, ils sont inertes (!)
La structure atomique
• Le noyau de l ’atome est dense et compact.
• Il est formé de protons (positifs) et de
neutrons (neutre)
Le noyau
d ’un atome
de lithium
Le lithium
3
Li
6,94
7-3=
La structure atomique (suite)
• Le noyau de l ’atome est entouré
d ’électrons (négatifs)
• Ils sont répartis sur plusieurs couches
… électroniques
La structure atomique (suite)
voici un exemple
Électrons
Noyau:
protons et neutrons
La structure atomique (suite)
• Le numéro atomique nous indique le
nombre de protons dans le noyau.
• Le numéro de la période nous indique le
nombre de couches électroniques
électroniques.
• Le numéro de la famille nous indique le
électrons sur
nombre d ’électrons
sur la
la dernière
dernière couche
couche.
•À titre d ’exemple, voici une représentation d ’un
atome d ’oxygène…..
La structure atomique (suite)
L ’atome d ’oxygène
Deuxième période
donc
Deux couches électroniques
Numéro 8
donc
8 protons
Masse atomique de 16
donc
8 protons et 8 neutrons
La structure atomique (suite)
• On peut aussi indiquer la configuration
électronique de la façon suivante:
O
2) 6)
•Dans ce cas on n’indique pas la composition du
noyau
La nomenclature
NaCl se nomme
chlorure de sodium
Mg F2 se nomme
bi fluorure de magnésium
Na2O se nomme
AlBr3 se nomme
oxyde de bi sodium
tri bromure d ’aluminium
Fin du module 1