- enseignement Catholique

HPT
Formation scientifique
UAA9
AUTEUR : Brigitte Janssens
Fiche d’activité 4
Atome ou ion ?
Enoncé de l’activité
Après lecture du document 1, l’élève explicite pourquoi un atome est une entité neutre.
Après avoir observé les étiquettes de bouteilles d’eau reprises dans le document 2, l’élève
1) repère les symboles chimiques des éléments existant dans l’eau ;
2) trie ces symboles selon le signe en exposant qui les accompagne ;
3) repère dans le tableau périodique la position de ces éléments ;
4) émet une hypothèse quant au lien entre le signe de l’exposant et la position de l’élément dans
le tableau périodique.
Document 1. Modèle atomique « planétaire » de Rutherford
En 1911, Ernest Rutherford proposa un modèle atomique, le modèle
« planétaire », appelé ainsi car il fait penser à notre système solaire. Dans
ce modèle, les particules positives de l’atome, les protons, sont concentrés
dans le noyau et les particules négatives, les électrons, gravitent dans le
vide autour du noyau. Chaque électron a une charge négative. L’atome
étant électriquement neutre, la somme des charges négatives des électrons
est égale à la charge positive du noyau.
Ernest Rutherford
(1871-1937)
Modèle atomique de Rutherford où
les électrons sont représentés par
des sphères vertes et le noyau par
une sphère rouge
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Document1
Document 2. Quelques étiquettes d’eaux minérales
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Document1
Notes pour le professeur
Les atomes sont des entités neutres, c’est-à-dire que la charge totale de l’atome est nulle : l’atome est
une entité qui comporte autant de charges positives dans le noyau que de charges négatives (les
électrons) qui gravitent autour du noyau.
Pourtant lorsqu’on observe des étiquettes d’eau minérale, on s’aperçoit que l’analyse chimique
indique la présence d’entités « + » et d’entités « - » : celles dont le symbole est muni d’un (ou
plusieurs) signe(s) « + » en exposant (par exemple K+, Mg++) et celles dont le symbole est muni d’un
(ou plusieurs) signe(s) « - » en exposant (par exemple Cl-, F-).
Lorsqu’on analyse la position de ces entités dans le tableau périodique, on remarque que celles dont
le symbole est muni de l’exposant « + » sont classées dans les métaux, tandis que celles dont le
symbole est muni de l’exposant « - » sont classées dans les non métaux.
Que signifient ces exposants « + » et « - » ? Les atomes qui ont perdu un ou des électrons (chargés
négativement) sont chargés positivement : ils possèdent plus de charges positives dans leur noyau
que de charges négatives autour du noyau. Les atomes qui ont gagné un ou des électrons sont
chargés négativement : ils possèdent plus de charges négatives autour du noyau que de charges
positives dans le noyau.
Un ion est donc un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.
Les objets métalliques sont composés d'un matériau dont la cohésion des atomes est assurée par la
liaison métallique : tous les atomes de l'objet, suite à leur facilité à céder un électron pour former un
cation, mettent un ou plusieurs électrons en commun, ce qui explique notamment leur conductivité
électrique (les électrons circulent « librement »).
En conclusion, on peut distinguer les métaux et les non-métaux selon leurs propriétés chimiques1 :
une de ces propriétés est que les métaux ont tendance à perdre leur(s) électron(s) pour donner des
ions positifs ; tandis que les non-métaux ont tendance à gagner un ou des électron(s) pour donner des
ions négatifs.
Développements attendus principalement visés
Décrire l’atome comme une entité neutre (C2).
L’élève explique, sur base du modèle de Rutherford, que la charge totale d’un atome est nulle car
c’est une entité qui comporte autant de charges positives dans le noyau que d’électrons (charges
négatives) se déplaçant autour de celui-ci.
Décrire un ion comme un atome ayant gagné ou perdu un (des) électron(s) (C6).
L’élève décrit un ion comme un atome ayant gagné ou perdu un (des) électron(s).
Distinguer expérimentalement corps métalliques et corps non métalliques sur base de leurs propriétés
(A1).
L’élève réalise différentes expériences à l’aide de corps métalliques (par exemple : cuivre, aluminium,
fer) et non métalliques (par exemple : soufre, phosphore rouge, carbone) afin de dresser un tableau
comparatif de leurs propriétés physiques et chimiques.
Bibliographie
-
BUSCHEN, J., et al., Essentia 3e – Référentiel – Réseau libre, Ed. Plantyn, Waterloo, 2012
-
Source des étiquettes de bouteilles d’eaux : http://droledebx.free.fr/EtiquettesEAUX/ (page
consultée le 01/11/2015)
1
Dans l’UAA14 « Solutions aqueuses », une autre propriété chimique est abordée : les métaux forment des solutions basiques
après leur oxydation, tandis que les non métaux forment des solutions acides après leur oxydation.
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Document1