Les atomes pour comprendre les transformations chimiques

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Ce document aborde un sous chapitre de "L’air qui nous entoure". Votre compréhension sur les transformations chimiques vous sera simplifier grâce à des tableaux très explicites.

Publié le : mercredi 15 janvier 2014
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De l’air qui nous entoure à la molécule
Chapitre 4 : Les transformations chimiques
4ème
Pré-requis : Chapitres précédents A la fin du chapitre, l’élève doit : Savoir que, lors d’une combustion, la disparition de réactifs et la formation de produits correspondent à un réarrangement d’atomes ausein de nouvelles molécules. Savoir que les atomes sont représentés par des symboles. Connaître et savoir écrire les symboles des atomes de carbone, d’oxygène, d’azote, d’hydrogène.Savoir que les molécules sont représentées par des formules. Connaître et savoir écrire les formules de quelques molécules simples. Manipuler de manière appropriée les modèles moléculaires. Savoir que les combustions libèrent de l’énergie.Savoir que l’équation d’une réaction précise le sens de la transformation chimique.Ecrire une équation de réaction. Savoir que les atomes présents dans les produits sont de même nature et en même nombre que dans les réactifs (a uster une équation chimique). Savoir qu’il y a conservation de la masse totale au cours d’une transformation chimique. Introduction : Dans le chapitre 1, nous avons étudié l’air et ses propriétés. Puis, dans le chapitre 2, nous avons expliqué pourquoi l’air avait ces propriétés. Qu’avons-nous fait pour cela ? Nous nous sommes placé au niveau de l’infiniment petit, et nous avons vu l’existence des molécules.Pour expliquer les combustions, nous allons également nous placer dans l’infiniment petit. On dit que l’on étudie le niveau microscopique. I.Que deviennent les molécules lors d’une transformation chimique? Discussion avec les élèves : - + carbone dioxygèneEcrire le bilan de la combustion du carbone.dioxyde de carbone -Pourquoi est-ce une transformation chimique ? Des espèces chimiques disparaissent et d’autres apparaissent.- DeDe quoi est constituée la matière ? molécules. Montrer, en modèles moléculaires compacts, le dioxygène, le carbone et le dioxyde de carbone. Question : Comment obtenir du dioxyde de carbone à partir de dioxygène et de carbone ? Réponse : Il faut « casser » le dioxygène. Conclusion Lors d’une transformation chimique(et donc lors d’une combustion), les molécules sont cassées pour former de nouvelles molécules. Il existe donc des particules sphériques (en forme de sphères), plus petites que les molécules. Ces particules sont appeléeatomes. (Ce qui va à l’encontre de ce que nous avons dit dans les des chapitre 2.) Toutes les molécules sont composées de plusieurs atomes. II.Comment modéliser un atome et une molécule ? 1)Cas des ato mes Un atome est modélisé par une sphère colorée. Chaque type d’atome est représenté par une sphère de couleur différente. (colonnes du tableau 1 nom et modèle)remplir les deux Pour gagner du temps et ne pas réécrire « carbonefois, le chimiste associe à chaque type d’atome» à chaque un symbole. (remplir la dernière colonne du tableau 1 symbole) Tous les atomes ont un symbole qui estune lettre majuscule suivie éventuellement d’une lettre minuscule. La ou les lettres choisies correspondent la plupart du temps aux premières lettres du nom de l’atome.Ex :l’atome de chloreC, qui est déjà le symbole du carbone).a pour symbole Cl (pas
De l’air qui nous entoure à la moléculeContre exemple de l’azote.Nom de l’atome
Carbone
Oxygène
Hydrogène
Modèle
NB ! Plus petit
Symbole de l’atome
C
O
H
4ème
Azote N Tableau 1 2)Cas des mo lécul es Une molécule est constituée d’atomes liés entre eux. On modélise une molécule par un modèle moléculaire, et on la représente par une formule chimique. Les symboles des molécules (ou formules) sont constituées des symboles des atomes qui constituent la molécule et enindicede chaque symbole, le nombre d’atomes du même type.NomdelamoléculeModèleFormulemcolhéicmuilqeuedelaCompmosoiltéicounledela
Dioxygène
Diazote
Eau
Dioxyde de carbone
Ammoniac
Méthane
Tableau 2
O2
N2
H2O
CO2
NH3
CH4
2 atomes d’oxygène
2 atomes d’azote
2 atomes d’hydrogène1 atome d’oxygène
1 atome de carbone 2 atomes d’oxygène
1 atome d’azote3 atomesd’hydrogène
1 atome de carbone 4 atomes d’hydrogène
III.Comment interpréter les combustions ? Pour chaque réaction chimique, on peut réécrire le bilan de la réaction en utilisant les symboles des atomes et des molécules. On obtient alorsl’équation bilande la réaction. 1)Co mb u st io n d u c ar bo ne n°1 - Diaporama « Combustion du carbone »Activité Equation de la réaction :C + O2CO2 1 atome de carbone 1 atome de carbone  atomes d’oxygène 22 atomes d’oxygène
Quand on fait le bilan des atomes, on se rend compte qu’il y a le même type et le même n ombre d’atomes du côté des réactifs et du côté des produits.
4ème
De l’air qui nous entoure à la moléculePrincipe de Lavoisier :Lors d’une transformation chimique, il y a conservation du nombre et du type d’atomes. Donc il y a conservation de la masse.
Lors d’une transformation chimique, il y atransformationdes réactifs en produits.
L’équation de la réaction précise le sens de la transformation et traduit la conservation des atomes par des coefficients placés devant les formules chimiques. 2- Combustion complète du méthane :
CH4+2O2CO2+2H2O  1 atome de carbone 1 atome de carbone 4 atomes d’hydrogène atomes d’hydrogène 44 atomes d’oxygène4 atomes d’oxygène
Si le nombre d’atomes n’est pas le même du côté des réactifs et des produits, on doitéquilibrerle bilan en ajoutant des coefficients multiplicatifs devant les symboles des atomes ou des molécules. Attention ! Uncoefficient placé devant le symbole d’une molécule vaut pour tous les atomes qu’il y a dans cette molécule. Rmq : Tous les coefficients doivent être des nombresentierssi ce n’est pas le cas, on multiplie tous les coefficients par deux.
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