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3 + - Objet testé Règle en aluminium État de la lampe Brille Règle en bois Clou en fer Mine de crayon (graphite) Ne brille pas Brille Brille Objet à tester Plastiques Ne brille pas

4 Il existe deux types de matériaux: Conducteur : ceux qui conduisent le courant électrique: (ex: métaux, graphite ), Isolant : ceux qui ne conduisent pas le courant électrique: (ex: plastique, verre ). Étude de documents.

5 Remarque: Le noyau est en réalité fois plus petit que l atome. Soit : D/d = d : diamètre du noyau. D : diamètre de l atome, Le nuage électronique est formé de quelques électrons, leurs nombres varient suivant le type d atome. (1 électron dans l atome d Hydrogène jusque 92 pour l atome d Uranium)

6 Représentation schématique de l atome. vide Nuage électronique Charge négative (Électron) Noyau Charge positive

7 Deux notions différentes permettent de décrire un atome: La masse: elle est concentrée dans le noyau de l'atome, La charge électrique: elle est répartie dans le noyau et le nuage électronique. - Une charge positive dans le noyau, - Une charge négative dans le nuage électronique. Mais cette répartition est telle que la charge de l'atome est nulle. L atome est électriquement neutre. En temps normal, la matière est électriquement neutre.

8 Bilan de charges: Atome d Hydrogène H Noyau: 1 charge + Nuage électronique: 1 charge - Bilan: Bilan de charges: Noyau: 92 charges + Nuage électronique: 92 charges - Atome d Uranium U Bilan: 0

9 Un ion est un déséquilibre du nombre de charge. Il peut être positif ou négatif. «En fait, un ion est un atome qui a perdu ou gagné des électrons dans son nuage électronique.» «On ne retire jamais les charges positives dans le noyau.»

10 Bilan de charges: Atome de Sodium Na Noyau: 11 charges + Nuage électronique: 11 charges - Bilan: 0 L atome de Sodium Na a tendance à perdre un électron (une charge négative) pour être stable. On obtient alors l ion Sodium. Bilan de charges: Ion Sodium Na + Noyau: 11 charges + Nuage électronique: 10 charges - Bilan: +1

11 Bilan de charges: Atome de Chlore Cl Noyau: 17 charges + Nuage électronique: 17 charges - Bilan: 0 L atome de Chlore Cl a tendance à gagner un électron (une charge négative) pour être stable. On obtient alors l ion Chlorure. Bilan de charges: Ion Chlorure Cl - Noyau: 17 charges + Nuage électronique: 18 charges - Bilan: - 1

12 e - Atome Sodium Na Électron libre Atome Chlore Cl L électron libre (charge négative) perdu par l atome de Sodium a été gagné par l atome de Chlore Ion Sodium Na Ion Chlorure Cl -

13 Remarque: Il se forme un lien électrique entre l ion Sodium Na + et l ion Chlorure Cl -. On obtient la molécule de Chlorure de Sodium (sel de cuisine) de formule NaCl. Ce lien disparaît lorsque l on met de l eau (solvant). NaCl se dissout pour reformer Na + et Cl - NaCl s Eau (Na + + Cl - ) aq Chlorure de sodium solide: sel Solution de chlorure de sodium: eau salée

14 Étude de documents. Il existe deux types d ion: Ceux qui ont perdu un ou plusieurs électrons (charge négative), on les appelle CATION. Ex: Na +, K +, Mg 2+, Ca 2+,Cu 2+, Fe 2+, Fe 3+ Ceux qui ont gagné un ou plusieurs électrons (charge négative), on les appelle ANION. Ex: Cl -,F -,Br -, SO 4 2-, NO3 -,HCO 3 -

15 - L ion Sulfate SO atome S 4 atomes O - L ion Nitrate NO 3-1 atome N 3 atomes O L ensemble est chargé 2 - L ensemble est chargé - - L ion Bicarbonate (hydrogénocarbonate) HCO 3-1 atome H 1 atome C 3 atomes O L ensemble est chargé - - La Silice SiO 2 n est pas un ion mais une molécule 1 atome Si 2 atomes O L ensemble n est pas chargé

16 Remarque: La dureté de l eau est due à la présence des ions Magnésium Mg 2+ et Calcium Ca 2+ Le goût salée est du à la présence de l ion Sodium Na + La principale cause de la présence des Nitrates NO 3 - est les engrais chimiques. Le résidu à sec indiqué sur chaque étiquette d eau représente la masse de minéraux présents dans un litre d eau.

17 + - Solution testée Eau déminéralisée État de la lampe Ne brille pas Eau sucrée Eau salée Ne brille pas Brille Eau du robinet Brille Électrolyseur (Solution à tester) Solution de sulfate de cuivre ( Cu 2+, SO 4 2- ) aq Brille

18 La présence d espèces chargées (ion) est indispensable pour qu une solution puisse conduire le courant électrique. Remarque: Le sucre n est pas une espèce chargée, c est une molécule de formule ( C 6 H 12 O 6 ). Une molécule est électriquement neutre. Plus il y a d espèces chargées en solution, plus la lampe va briller.

19 Solution à étudier: Solution de Sulfate de Cuivre ( Cu 2 +, SO4 2- )aq, Solution de Permanganate de Potassium ( K +, MnO 4 - )aq, Solution de Chlorure de Sodium ( Na +, Cl - ) aq,

20 Observations: + - G Une coloration bleue apparaît du coté de l électrode reliée à la borne négative du générateur. Une coloration violette apparaît du coté de l électrode reliée à la borne positive du générateur.

21 Les ions positifs Cu 2+ (bleu), Na + et K + (incolore) se déplacent vers la borne négative du générateur. Les ions négatifs MnO 4 (violet), Cl - et SO 4 2- (incolore) se dirigent vers la borne positive du générateur.

22 Pour que le courant puisse circuler dans un circuit électrique, il faut : Une chaîne ininterrompue de conducteurs, Un dipôle actif. On forme un circuit électrique fermé (boucle).

23 + - Zoom du fil de Cuivre.

24 e - e - e - e - e - Atome Cuivre Cu C est un déplacement d ensemble de charge.

25 Le courant électrique est dû à un déplacement d espèces chargées: Les espèces chargées positivement (Cation) se déplacent dans le même sens que le sens conventionnel du courant électrique donc du + vers le -. Les espèces chargées négativement (Anion et électron) se déplacent dans le sens opposé au sens conventionnel du courant électrique donc du - vers le +.

26 Remarques: Chaque atome de métal porte au moins un électron peu lié au noyau: c est l électron libre. Cet électron peut passer d un atome à un autre: Vitesse de déplacement de l électron est de l ordre du mm / s. Ordre de mise en mouvement des électrons libres est de l ordre du km / h. Il n y a pas d électrons qui se déplacent librement en solution.

27 Lorsque le circuit est ouvert alors le mouvement des électrons libres est désordonné (A). Lorsque le circuit est fermé alors le mouvement des électrons libres est ordonné (B). - +

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