Fiche de révision · Physique-chimie 4eMolécules et atomes
1er trimestre · chapitre 1 sur 12
La matière est constituée de molécules formées d'atomes, et la formule chimique d'une molécule indique quels atomes elle contient et combien.
L'essentiel à retenir
- Atome : symbole H, C, O, N…
- Molécule : assemblage d'atomes
- Indice = nombre d'atomes
- Corps pur simple : une seule sorte d'atome
- Atome ≈ 10⁻¹⁰ m
La leçon
1. Molécules et atomes
La matière est constituée de particules extrêmement petites : les molécules. Une molécule est un assemblage d'atomes liés entre eux ; elle est électriquement neutre. Il existe un peu plus d'une centaine de sortes d'atomes, mais en les assemblant on obtient des millions de molécules.
Exemple
Une molécule d'eau est formée de 2 atomes d'hydrogène et d'1 atome d'oxygène liés entre eux.
2. Symboles et modèles
Chaque sorte d'atome a un symbole : une majuscule, parfois suivie d'une minuscule (H hydrogène, C carbone, O oxygène, N azote, Cu cuivre, Fe fer). Dans les modèles moléculaires, chaque atome est une boule de couleur conventionnelle : H blanc, C noir, O rouge, N bleu.
Exemple
Modèle du dioxyde de carbone : une boule noire (C) entre deux boules rouges (O).
3. Lire et écrire une formule chimique
Une formule donne les symboles des atomes et leur nombre grâce à l'indice placé en bas à droite. L'indice 1 ne s'écrit pas. Ainsi CH₄ contient 1 atome C et 4 atomes H.
H₂O : 2 H + 1 O = 3 atomes
Exemple
Eau H₂O, dioxygène O₂, diazote N₂, dihydrogène H₂, dioxyde de carbone CO₂, méthane CH₄, butane C₄H₁₀.
4. Nature et nombre d'atomes
On lit chaque symbole avec son indice, puis on additionne pour connaître le nombre total d'atomes. Le préfixe du nom aide : di = 2 (dioxygène O₂), mono = 1 (monoxyde de carbone CO). Changer un seul indice change la molécule.
Exemple
CO₂ (dioxyde de carbone) : 1 C + 2 O = 3 atomes. CO (monoxyde de carbone, gaz toxique) : 1 C + 1 O = 2 atomes. C₄H₁₀ : 4 + 10 = 14 atomes.
5. Corps purs simples et composés
Un corps pur est formé d'une seule sorte de molécules ; un mélange, comme l'air, en contient plusieurs (surtout N₂ et O₂). Un corps pur simple est formé d'une seule sorte d'atomes, comme O₂ ou N₂. Un corps pur composé en contient plusieurs, comme H₂O ou CO₂. Le carbone et les métaux (fer, cuivre) sont des corps purs simples formés d'atomes non regroupés en molécules.
Exemple
Dihydrogène H₂ : corps pur simple. Eau H₂O : corps pur composé. Air : mélange.
6. La taille d'un atome
Un atome a une taille de l'ordre de 10⁻¹⁰ m, soit un dix-milliardième de mètre. C'est si petit qu'une goutte d'eau contient des milliards de milliards de molécules.
Taille d'un atome ≈ 10⁻¹⁰ m
Exemple
1 mm = 10⁻³ m, et 10⁻³ ÷ 10⁻¹⁰ = 10⁷ : il faut aligner environ 10 millions d'atomes pour faire 1 mm.
La méthode
Comment lire et écrire une formule chimique
- Pour lire : liste chaque symbole avec l'indice écrit en bas à droite (pas d'indice = 1 atome).
- Additionne les indices pour obtenir le nombre total d'atomes de la molécule.
- Pour écrire à partir d'un modèle : reconnais chaque atome à sa couleur et compte les boules de chaque couleur.
- Écris les symboles côte à côte, chaque nombre en indice en bas à droite, sans écrire l'indice 1.
Pièges à éviter
- Ne confonds pas CO₂ (3 atomes) et CO (2 atomes) : changer un indice change la molécule.
- L'indice ne concerne que l'atome juste devant lui : dans CO₂, le 2 compte les atomes O, pas le C.
- Chaque symbole commence par une majuscule : Cu est un seul atome (cuivre), alors que CO contient deux atomes (C et O).
Vocabulaire
- Atome
- Particule de base de la matière, représentée par un symbole (H, C, O, N).
- Molécule
- Assemblage d'atomes liés entre eux, électriquement neutre.
- Formule chimique
- Écriture qui indique la nature et le nombre des atomes d'une molécule.
- Indice
- Nombre écrit en bas à droite d'un symbole, donnant le nombre de ces atomes.
- Corps pur simple
- Corps pur formé d'une seule sorte d'atomes.
- Corps pur composé
- Corps pur dont les molécules contiennent plusieurs sortes d'atomes.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
De quoi est constituée une molécule ?
D'atomes liés entre eux. Exemple : la molécule d'eau contient 2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène.
Quels sont les symboles des atomes d'hydrogène, de carbone, d'oxygène et d'azote ?
H pour hydrogène, C pour carbone, O pour oxygène, N pour azote.
Quelle couleur représente chaque atome dans un modèle moléculaire ?
Hydrogène en blanc, carbone en noir, oxygène en rouge, azote en bleu.
La suite dans Réviz
4 autres questions, 5 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Savoir que la matière est constituée de molécules, elles-mêmes formées d'atomes
- Connaître les symboles des atomes H, C, O, N et leur représentation conventionnelle (couleurs des modèles)
- Lire et écrire la formule chimique d'une molécule (H₂O, O₂, CO₂, CH₄…)
- Déterminer la nature et le nombre d'atomes d'une molécule à partir de sa formule
- Distinguer corps pur simple et corps pur composé à l'échelle moléculaire
- Connaître l'ordre de grandeur de la taille d'un atome (10⁻¹⁰ m)
Référence : Physique-chimie cycle 4, partie habituellement traitée en 4e (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.