Chimie 4:
Les atomes et la
transformation chimique
1. Les atomes
Toute molécule est constituée de particules microscopiques que l’on appelle atomes.
Il existe différentes sortes d'atomes (plus d’une centaine) qui composent
tous les matériaux existant.
Chaque atome est représenté par un symbole qui commence toujours par
une majuscule, parfois suivie d’une minuscule.
La première lettre correspond souvent à la première lettre du nom
Exemples :
| atome |
hydrogène |
oxygène |
carbone |
fer |
azote |
chlore |
soufre |
cuivre |
| symbole |
H |
O |
C |
Hg |
N |
Cl |
S |
Cu |
2. Les molécules
Des atomes se rassemblent pour former des molécules.
2.1. Définition
Une molécule est un regroupement de plusieurs atomes
identiques ou différents liés entre eux.
2.2. Les formules chimiques
Une molécule est représentée par une formule qui indique:
• les différentes sortes d’atomes dont elle est constituée,
(Chaque atome est représenté par son symbole)
• Le nombre de chaque atome
(grâce au nombre placé en indice de chaque atome)
Exemple :
la molécule d’eau de formule chimique H2O
- Le symbole H indique que la molécule d’eau est constituée
d’atomes d’hydrogène et son indice indique qu’il y en a deux.
- Le symbole O indique qu’elle est aussi constituée d’atomes
d’oxygène mais l’absence d’indice indique qu’il n’y a qu’un atome.
La molécule d’eau est donc constituée de deux atomes
d’hydrogène et d’un atome d’oxygène.
Autres exemples de molécules:
La molécule de dioxygène a pour formule O2
La molécule de diazote a pour formule N2
La molécule de dioxyde de carbone a pour formule CO2
La molécule de méthane a pour formule CH4
La molécule de monoxyde de carbone a pour formule CO
La molécule de butane a pour formule C4H10
2.3. Les modèles moléculaires
Les atomes peuvent être modélisés par des sphères
de couleurs différentes:
Ces sphères peuvent être assemblées pour modéliser
des molécules
Exemples de modèles moléculaires des molécules à connaître :
3. Les atomes et la transformation chimique
3.1. Les équations de réaction
L'équation de réaction est l'ecriture la plus précise
de représenter une transformation chimique.
L'équation de réaction s'écrit à partir de la réaction de transformation où :
• Les noms des produits et des réactifs sont remplacés par leur formule chimique.
• Le principe de conservation de la matière doit être respecté.
Principe de conservation de la matière:
Le nombre d’atomes de chaque sorte est le même avant et après la réaction.
3.2. Exemple1: Equation de réaction de la combustion du carbone
Réaction: Carbone + dioxygène → dioxyde de carbone
Equation de la réaction:
C + O2 → CO2
Vérifions que le principe de conservation de la matière est respecté :
Avant la transformation
Il y au total : | Après la transformation
Il y a au total : |
| Atomes de carbone: 1 | Atomes de carbone: 1 |
| Atomes d’oxygène: 2 | Atomes d’oxygène: 2 |
Le principe de conservation de la matière est respecté:
on dit que cette équation est équilibrée.
Cette équation se lit:
Un atome de carbone et une molécule de dioxygène réagissent
ensemble pour donner une molécule de dioxygène.
3.3. Exemple2: La combustion du méthane
Bilan : méthane + dioxygène → eau + dioxyde de carbone
Equation de la réaction (provisoire):
CH4 + O2 → H2O + CO2
Avant la transformation
Il y au total : | Après la transformation
Il y a au total :
| | Atomes de carbone: 1 | Atomes de carbone: 1 |
| Atomes d’oxygène: 2 | Atomes d’oxygène: 1 + 2 = 3 |
| Atomes d’hydrogène: 4 | Atomes d’hydrogène: 2 |
Cette équation n’est donc pas équilibrée les nombres d'oxygène et d'hydrogène
ne sont pas les même dans les réactifs et dans les produits.
Il faut donc ajouter un coefficient devant la formule de certaines
molécules afin d’en modifier le nombre.
CH4 + 2 O2 → 2 H2O + CO2
Avant la transformation
Il y au total : | Après la transformation
Il y a au total : |
| Atomes de carbone: 1 | Atomes de carbone: 1 |
| Atomes d’oxygène: 2 x 2 = 4 | Atomes d’oxygène: 2 x 1 + 2 = 4 |
| Atomes d’hydrogène: 4 | Atomes d’hydrogène: 2 x 2 = 4 |
Cette équation est maintenant équilibrée.
L'équation de la réaction se lit:
Une molécule de méthane et deux molécules de dioxygène réagissent
ensemble pour donner deux molécules d’eau et une molécule de dioxyde de carbone.
4. Conservation de la masse
Lors d'une transformation chimique, les atomes des réactifs se
combinent de manières différentes pour former les produits;
mais aucun atome ne disparaît ou n'apparaît;
donc la masse totale ne change pas.
Principe de conservation de la masse:
Lors d'une transformation chimique la masse totale des réactifs
disparus est égale à la masse totale de produits formés.
Exemple
Combustion du carbone:
Carbone + dioxygène → Dioxyde de carbone.
Si 12 g de carbone réagit avec 32 g de dioxygène alors il se forme:
12 + 32 = 44 g de dioxyde de carbone.
|
