Étape 1 · Leçon
Les molécules et les atomes
Air en molécules, atomes et symboles, formules chimiques, corps pur et mélange.
I) Interprétation moléculaire de l’air
L’air est un mélange de molécules. Les deux principaux constituants sont le dioxygène (environ 20 %) et le diazote (environ 80 %).
- Si un volume d’air contient 10 molécules : 2 sont du dioxygène et 8 du diazote.
- Il y a donc 4 fois plus de molécules de diazote que de molécules de dioxygène.
- Lors d’une compression, le nombre et la taille des molécules ne changent pas : l’espace entre elles diminue.
- Lors d’une expansion, le nombre et la taille ne changent pas : l’espace entre elles augmente.
II) Les atomes et les molécules
1) Les atomes. La matière est constituée de particules très petites : les atomes. Un atome est invisible à l’œil nu. Son diamètre est de l’ordre de 0,1 nanomètre (1 nm = 10⁻⁹ m).
On représente les atomes par des sphères de couleurs différentes. Chaque atome a un symbole : première lettre de son nom latin en majuscule, parfois suivie d’une minuscule.
Quelques atomes
| Nom | Symbole | Couleur du modèle |
|---|---|---|
| Carbone | C | noir |
| Hydrogène | H | blanc |
| Oxygène | O | rouge |
| Soufre | S | jaune |
| Chlore | Cl | vert |
| Azote (nitrogène) | N | bleu |
Certains symboles viennent d’anciens noms : sodium Na (natrium), potassium K (kalium), or Au (aurum), mercure Hg (hydrargyrum), tungstène W (wolfram).
2) Les molécules. Une molécule est un nombre déterminé d’atomes, identiques ou non, liés entre eux. C’est la plus petite quantité de matière qui a les propriétés de la substance.
- On la visualise avec un modèle moléculaire (sphères assemblées).
- La formule chimique indique quels atomes sont présents et en quel nombre.
- Le nombre s’écrit en indice, en bas à droite. S’il vaut 1, on ne l’écrit pas.
Exemples de molécules
| Nom | Composition | Formule |
|---|---|---|
| Dihydrogène | 2 atomes d’hydrogène | H₂ |
| Dioxygène | 2 atomes d’oxygène | O₂ |
| Diazote | 2 atomes d’azote | N₂ |
| Eau | 2 H et 1 O | H₂O |
| Dioxyde de carbone | 1 C et 2 O | CO₂ |
| Méthane | 1 C et 4 H | CH₄ |
| Monoxyde de carbone | 1 C et 1 O | CO |
Une molécule d’un seul atome est monoatomique (Ar, He). Une molécule de plusieurs atomes est polyatomique (H₂O, CH₄).
III) Corps pur simple, corps pur composé, mélange
Un corps moléculaire est pur si toutes ses molécules sont identiques. Il peut être simple ou composé.
- Corps pur simple : une seule sorte d’atome (He, O₂, N₂, ozone O₃).
- Corps pur composé : au moins deux sortes d’atomes (H₂O, CO₂, butane C₄H₁₀, aspirine C₉H₈O₄).
- Mélange : plusieurs corps purs, donc des molécules différentes (air, eau salée).
Un corps pur élémentaire est un ensemble des mêmes atomes qui ne forment pas de molécules : fer Fe, cuivre Cu, argent Ag.