Organisation atomique et moléculaire & Structure élémentaire de la matière

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1 Les atomes du vivant Structure générale de l atome Tableau de Mendeleïev Règle de l octet La liaison ionique Organisation atomique et moléculaire & Structure élémentaire de la matière

2 Les atomes du vivant De quoi sommes-nous fait? (après le niveau cellulaire, le niveau moléculaire ) Les atomes: unité structurale chimique de la matière Atome Symbole Carbone C Hydrogène H Oxygène O Azote N (Nitrogène) Calcium Ca Phosphore P Les atomes sont à la matière ce que les nombre premiers sont aux mathématiques, indivisibles et essentiels. Pour 100 atomes de notre corps, 50 hydrogène (environ) ; 25 oxygène, 10 de carbone

3 Faibles quantités Potassium K (Kallium) Soufre S Sodium Na (Natrium) Chlore Cl Magnésium Mg Fer Fe Les atomes du vivant Traces (Oligoéléments) Cuivre (Cu), Manganèse (Mn), Iode (I), Cobalt (Co), Zinc (Zn), etc.. grec: carbonis - charbon. Hydro (eau) et gene (création): formation d'eau car il brûle dans l'oxygène en donnant de l'eau (Lavoisier). a zoe - sans vie (Lavoisier) et N; vient de nitro genes producteur de salpêtre. La chimie de la pensée correspond à l utilisation des ions Na + et K + pour la propagation de l influx nerveux.

4 A propos du carbone - Le brillant de la mort Six pieds sous terre ou dans une urne? Transformation des cendres humaines issues d une crémation en diamant. 500 g (2 à 3 kg) 5525 Euros: un diamant de 0,4 carat Processus un peu compliqué Corps carbone (et non du CO 2 ) Chauffage puis pression et chauffage Croissance du diamant - 14 semaines + Tracabilité Stockage du carbone en cas de perte du diamant ou Désir de durer : l éternité du diamant Problèmes éthique (vendre les bijoux de famille ). Evolution de la loi

5 Structure générale de l atome Qu est ce qu un atome? La plus petite partie d un élément qui possède encore les propriétés de cet élément. Résistent à tous les procédés de fractionnement. Atomos: insécable Démocrite Ve siècle av. J.C.

6 1 - Noyau: tout petit! Particules: neutrons (neutres) et protons (positifs). 2 - Noyau (positif) entouré d électrons (négatifs, découverts en 1897). 3 - Protons (protos = premier, tous H + ) et les neutrons sont massés! 4 - Electron = la plus petite quantité électrique (- 1). 5 - Charge d un proton (+ 1), égale et opposée à celle d un électron. La résultante est nulle: (+ 1) + (- 1) = Atome = un ensemble neutre. Nombre de protons = nombre d électrons Le neutron = un proton sans charge

7 De dépit, l homme essaie de transformer sa vie en une fête à laquelle il s invite lui-même. Beaucoup d êtres humains s agitent à la surface de la terre. Il n empêche que les noyaux des atomes de ces milliards d êtres tiendraient dans une boîte d allumettes. François Weyergans. La vie d un bébé.

8 Structure générale de l atome 7 - Electrons : se répartissent sur des couches différentes. 8 - Couche 1 : ne peut recevoir que 2 électrons. La 2ème et la 3ème, 8 électrons. 9 - N atomique = nombre de protons du noyau Nombre de protons différent = atomes différents ; de 1 à 92. L uranium, N atomique 92 est le plus lourd naturellement. Le plutonium, N atomique 94 est artificiel N atomique : caractérise l élément chimique (pas le nombre d électrons).

9 Un peu d Histoire des Sciences L auteur d une découverte scientifique varie selon les pays. Réponse nationale. Impérialisme anglo-saxon vis-à-vis des Allemands, Russes, Italien, Français. Le père de l électron est Joseph Thomson (UK) Jean Perrin (France)

10 Tableau périodique des premiers éléments 1 H 2 He Hydrogène: un proton et un électron Proton = le noyau de l atome d hydrogène. Une ligne: correspond au remplissage progressif d une couche électronique. Mendeleïev

11 Le zeppelin Hindenburg 6 mai 1937, près de New York, arrive de Frankfort, après 60 h de vol. Gonflé à l hydrogène et non à l hélium. 4 cameramen de Pathé Amérique, Universal, Fox Movieton et Paramount Concurrence des images sur les écrans du monde entier. Equivalent de Challenger ou du 11 septembre. Le premier scoop de l histoire. Accident plutôt qu un attentat Propagande nazi

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14 A propos du devoir à rendre Au plus tard 1 - en main propre ou 2 - par mail le jour de l examen Date non encore fixée. Avant ou après les vacances de Noël Possibilité de s en débarrasser avant!

15 Vaste littérature Une idée ponctuelle 6 pages 6 pages Impossible à résumer sans tomber dans la caricature Je développe une idée Ce n est pas l idée, mais la manière de la traiter!

16 Développez, par vous-même, de la façon que vous souhaitez une idée du cours. Pas de plagiat visible! Donnez obligatoirement la note que vous visez! ou 16 Les 2 notes sont obligatoires Une partie hors Internet est vivement recommandée. A mettre en évidence. En cas de doute, me voir ou bien me contacter par mail, rapidement. Un devoir fait au dernier moment n aura que peu d intérêt

17 Exemple de questions 01 - Donnez en quelques lignes les raisons pour lesquelles ces noms ont été cité : Magritte : Diderot : Schwann : Durkeim : Hooke : Miller (pas Henri, ni Arthur, mais Stanley) Bichat : Alain Carion : Prométhée :

18 Règle de l octet Couche 1 = 2 électrons au maximum Couche 2 = 8 idem Couche 3 = 8 idem Gilbert Lewis, n 2 : n = numéro de la couche n = 1, 2 électrons n = 2, 8 électrons n = 3, 18 électrons

19 Tableau périodique des premiers éléments 1 H He 2 Li 3 4 Be 5 B C 6 N O F Ne Cl Na Mg Al Si 14 P S A Une colonne: éléments dont les atomes ont le même nombre d électrons sur la couche externe. Ils ont des propriétés chimiques semblables. F = Fluor

20 Orbitales saturées: Hélium Gaz rares Néon & Argon stables Règle de l octet - suite Orbitales non saturées = instabilité = association Les atomes ont une furieuse tendance à arranger leur couche d électrons la plus extrême de façon à atteindre la composition du gaz rare qui lui est le plus proche. Pas de place au hasard

21 11Na 11 Na+ Na: donneur d un électron 11 Na = 11 H+ et 11 électrons: neutre En perdant un électron, sa structure devient: 11 H + et 10 électrons: i.e. l ion Na + (cation)

22 17 Cl 17 Cl- Cl: accepteur d un électron 17 Cl = 17 H+ et 17 électrons: neutre En gagnant un électron, sa structure devient: 17 H + et 18 électrons: i.e. l ion Cl - (anion)

23 Liaison ionique atome avec une orbitale électronique insaturée Accepteur s il a plus de 4 électrons Donneur s il a moins de 4 électrons Liaison ionique = échange d électrons. C est une liaison chimique

24 Le même exemple! l atome de Na, d un côté et l atome de Cl, de l autre Le neutre n attire pas le neutre Na: 11 électrons ; Le Cl: 17 électrons Na: donneur d un électron 11 1 = 10 électrons - devient positif Na+ Cl: accepteur d un électron = 18 électrons - devient négatif Cl - Na + Cl -

25 Le magnésium N atomique : 12 12Mg 12Mg Magnésium Atome neutre Mg 2+ ion cation

26 Résumé, Conclusion & Extension à propos de la liaison ionique La liaison ionique est une association spatiale (de type électrostatique) d ions, de charges opposées. C est une liaison faible. On ne touche jamais à la composition des noyaux. C est le domaine des réactions thermonucléaires.

27 Le rêve des alchimistes (statut) Si on pouvait modifier le nombre de protons, on changerait le plomb en or. Nicolas Flamel en Le mercure N atomique 80 en or N atomique 79 Réalisé en Taverne de Nicolas Flamel 51, rue de Montmorency (3 ) Restaurant. Hébergeait les sans refuge et sans ressources venu en ville (maraichers, laboureurs).

28 Exemple de questions En ce qui concerne les atomes comme l'hélium, le néon ou l'argon, ils ne se lient à aucun atome. vrai faux sans opinion Un atome est, par définition, toujours : positif négatif neutre sans opinion Dans une liaison ionique, il n'y a pas d'électron mis en commun. vrai faux sans opinion Les propriétés chimiques des atomes sont contrôlées par les électrons : les plus éloignés du noyau. les plus proches du noyau. ni l un, ni l autre. la bonne solution n est pas indiquée. sans opinion