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La matière et l’énergie: Les éléments 8e année L’univers matériel Unité de base des êtres vivants = cellule Unité de base de la matière = ? ? Qu’en penses-tu? Est-ce que tous les objets de la classe sont composés de la même matière ou de substances différentes? Sais-tu combien de particules différentes sont nécessaires pour construire les millions de formes vivantes et non vivantes de notre monde? Selon toi, existe-t-il autant de particules différentes qu’il y a de substances? La composition de la matière La matière est faite d’un très grand nombre de particules. Une particule = un atome Plusieurs atomes (mêmes ou différents) = une molécule Atome du mot grec atomos signifiant «indivisible» plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre généralement constitué d'un noyau composé de protons et de neutrons autour desquels orbitent des électrons taille caractéristique est de l'ordre du dixième de nanomètre (nm), soit 10-10 m. Atome Combinaisons d’atomes = Molécules Dans chaque substance pure, on trouve une combinaison particulière d’atomes. Il existe un nombre infini de combinaisons possibles, dont chacune est une molécule différente. C’est ce qui explique la très grande diversité des formes que peut prendre la matière. Molécule Ensemble d'atomes unis les uns aux autres par des liaisons chimiques. Molécule d’eau La molécule: un assemblage d’atomes Les formules chimiques de quelques molécules L’alphabet de l’univers La matière L’alphabet Lettres forment tous les mots Lettres sont différentes les unes des autres Lettres se combinent de multiples façons pour former des mots Atomes forment toutes les substances qui existent Atomes sont différents les uns des autres Atomes se combinent de multiples façons pour former des molécules Lettres = Atomes → Molécules = Mots L’alphabet de l’univers Les mots «chien», «cheval» et «chêne» partagent les lettres c, h et e, mais formes de vie bien différentes! 26 lettres = milliers de mots Serait-il possible que les substances, même très différentes, partagent certaines particules? Savais-tu que… Mine de crayon et diamant = carbone Propriétés de matière différentes Mine : noire et cassante vs Diamant: incolore et très dur Pourquoi si différents? Atomes assemblés différemment La théorie atomique 1. Toute matière est formée de minuscules particules appelées atomes. 2. Les atomes sont eux-mêmes formés de particules encore plus petites : les protons, les neutrons et les électrons. 3. Les atomes se distinguent les uns des autres par la quantité de protons, de neutrons et d’électrons qui les composent. 4. L’ensemble des atomes qui ont le même nombre de protons porte le nom d’«élément». 5. Les atomes se combinent pour former des molécules. Diagramme de Venn Construit un diagramme de Venn afin de comparer les ressemblances et les différences entre la théorie particulaire de la matière et la théorie atomique. Exploration A: P. 181 – théorie particulaire de la matière P. 208 – théorie atomique Dimitri Ivanovitch Mendeleïev ? Qui est-il? Pourquoi est-il connu? Atome ou cellule + grand ou + petit Est-ce qu’un atome est plus petit qu’une cellule? Cellule – plus petite unité du vivant Atome – plus petite unité du non vivant Recherche : Tableau périodique Élément Symbole Métaux, métalloïdes ou nonmétaux métaux 1. hydrogène 2. 3. 4. 5. H métalloïd es nonmétaux X Solide, liquide ou gaz solide liqu ide Réactif ou non réactif gaz réactif X X non réactif Les éléments: des atomes différents Quelles sont les caractéristiques des éléments du tableau périodique? Tableau périodique des éléments Tableau périodique Contient tous les éléments naturels et artificiels connus à ce jour Éléments forment toute la matière visible et invisible qui nous entoure Renferme les ingrédients de la matière présente sur la Terre et dans l’Univers L’organisation du tableau périodique À l’horizontal Ordre croissant du numéro atomique (nombre de protons) H est le premier élément = 1 proton He est le deuxième élément = 2 protons À la vertical Une famille ou un groupe (propriétés semblables) Colonne 1 : Éléments forment des composés avec ceux de l’avant-dernière famille (col.17) Colonne 18 : Gaz rares Chaque ligne du tableau périodique s’appelle une période Distinguer l’élément Oxygène (O) Fluor (F) C’est le nombre de proton dans le noyau qui distingue l’élément. L’organisation du tableau périodique Les éléments de la première colonne sont des métaux très réactifs (à l’exception de l’hydrogène qui est un gaz très réactif). Les éléments de la deuxième colonne sont très réactifs, mais un peu moins que ceux de la première colonne. Les gaz qui ont le plus tendance à être réactifs sont ceux de l’avant-dernière colonne. Les gaz de la dernière colonne ne sont pas réactifs, on les appelle gaz rares ou gaz inertes. Histoire scientifique De l’Antiquité au 17e siècle, on croyait que la matière était formée de quatre élément: terre, feu, eau et air. Au fil des siècles, les scientifiques ont commencé à découvrir les éléments du tableau périodique. En 1850, les chimistes avaient découvert 58 éléments. Aujourd’hui, on en connait 118, dont 94 existent à l’état naturel sur la Terre. Savais-tu que… Atome de fer + Atome d’oxygène = Rouille Na*(sodium) + Cl*(chlore) = NaCl - Sel de table *Très explosifs C6 (carbone) + H12 (hydrogène) + O6 (oxygène) = C6H12O6 - Glucose (sucre naturel) C3 (carbone) + H6 (hydrogène) + O (oxygène) = C3H6O - L'acétone (principal constituant de dissolvants utilisés pour retirer le vernis à ongles) Savais-tu que… L’hydrogène est l’élément le plus simple. Il possède un seul proton et un seul électron. C’est aussi l’élément le plus léger. Si on remplissait une piscine olympique avec de l’hydrogène, la masse totale ne serait que d’environ 1 kg. L’hydrogène a aussi la propriété d’être très explosif. À l’état liquide, on s’en sert comme carburant pour les fusées.
