I. Les atomes A. DEFINITION. Par définition, un atome est toujours neutre. C est à dire qu il possède autant de charges positives que négatives.

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1 BPREA agri/viti UCG2 : BIOLOGIE RAPPEL DE CHIMIE I. Les atomes A. DEFINITION La matière se présente sous des formes très diverses. Quoi de plus dissemblable, à première vue, qu'un diamant, un lingot d'or et un clou en fer? Cependant ces objets, si différents soient-ils en apparence, ont une caractéristique commune : ils sont tous constitués d'«atomes». Tout objet, si petit qu'il paraisse, contient une quantité énorme d'atomes. Si l'on pouvait, par exemple, compter le nombre d'atomes de fer que contient un clou, on parviendrait à un nombre supérieur à cent mille milliards de milliards. Le mot atome, qui nous vient du grec ancien, signifie précisément «indivisible». Les atomes pourtant ne sont pas indivisibles. Ils sont composés à leur tour de particules plus petites encore : les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons se trouvent dans la partie centrale de l'atome, son noyau. Les électrons, en revanche, libres de se mouvoir, «tournent» autour du noyau. Le plus rare sur la Terre. C'est l'atome d'astate (numéro atomique 85). Dans toute la croûte terrestre, il n'y en a que 0,16 g. Le plus commun sur la Terre. C'est l'atome de fer (numéro atomique 26). En effet, plus d'un tiers de la masse de notre planète est constitué de fer. Le plus commun dans l'atmosphère terrestre. C'est l'atome d'azote (numéro atomique 7). Il représente les trois quarts de l'enveloppe de gaz qui entoure la Terre. Le plus abondant dans l'univers. C'est l'atome d'hydrogène (numéro atomique 1). Dans le cosmos, 80 atomes sur 100 sont des atomes d'hydrogène. Par définition, un atome est toujours neutre. C est à dire qu il possède autant de charges positives que négatives.

2 B. NUMÉRO ATOMIQUE ET MASSE ATOMIQUE Les neutrons, comme leur nom l'indique, ont une charge nulle, et ils n'influent donc pas sur le comportement «électrique» de l'atome. Ils contribuent, par contre, et de façon importante, à en déterminer la masse. En effet, la masse d'un neutron, tout comme celle d'un proton, est presque égale à deux mille électrons. Cela signifie que toute la masse de l'atome est pratiquement concentrée dans le noyau, tandis que l'apport des électrons s'avère très réduit. C'est par le nombre de protons, de neutrons et d'électrons que les atomes se différencient. Le nombre de protons présents dans le noyau d'un atome est indiqué par le numéro atomique Z placé en dessous de la lettre correspondant à l atome. La masse d'un atome est égale à la somme du nombre des neutrons et du nombre des protons (les électrons sont des particules de masse négligeable par rapport à celle des autres constituants de l'atome). placé au dessus de la lettre correspondant à l atome. Electron : chargé négativement Proton : chargé positivement Neutron : électriquement neutre Les atomes ayant le même numéro atomique Z et un nombre de masse A différent (c'est-à-dire les atomes ayant un nombre de neutrons différent) appartiennent au même élément, car ils présentent les mêmes propriétés chimiques, même s'ils diffèrent quant à la masse. Ils sont appelés isotopes A Z X A : nombre de masse (Neutrons + Protons). Z : numéro atomique : nombre de protons. X : symbole chimique de l atome. 12 C 6 16 O 8 atome : masse : nombre d é - : atome : masse : nombre d é - : C. LA CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS En 1869, le chimiste russe Dimitri Ivanovitch Mendeleïev ( ), établit une classification des éléments chimiques connus à l'époque, classification qui porte son nom. Les éléments rangés dans une même colonne du tableau ont des propriétés chimiques semblables. On dit qu'ils appartiennent au même groupe. Les éléments rangés sur une même ligne constituent une période. Mendeleïev identifia sept périodes, une subdivision encore acceptée et qui inclut des éléments découverts

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4 II. la molécule A. DEFINITION C est la plus petite particule possible d un composé à l état libre (liquide, solide ou gazeux), constituée d atomes. B. CONSTRUCTION DES MOLECULES Une molécule est le résultat de l établissement de liaisons covalentes entre deux ou plusieurs atomes. Chaque élément chimique ne peut former qu un nombre donné de liaisons covalentes : on appelle ce nombre la valence de l élément en question. Une molécule est définie d abord par la nature des différents éléments qui la composent et le nombre d atomes de chaque espèce. C est ce qui est donné par la formule brute d une molécule : par exemple, la molécule d eau, de formule brute H2O, est formée de deux atomes d hydrogène (H) et d un atome d oxygène (O). Lors de réactions chimiques entre deux composés, certaines liaisons se brisent tandis que d autres se reforment. La liaison covalente étant la mise en commun d une paire d électrons, une réaction chimique est donc un réarrangement électronique entre un certain nombre d atomes. Aussi, pour réagir entre elles, deux molécules doivent s approcher à une distance suffisamment courte, et les atomes concernés par le réarrangement doivent se présenter face à face. Exercice : Représenter la molécule de méthane. Le méthane est un composé moléculaire, formé de quatre atomes d'hydrogène associés à un atome de carbone par des liaisons covalentes. La molécule est un tétraèdre.

5 La molécule de dioxygène : O2 : molécule formée de deux atomes d oxygène liés par une liaison double. Dioxygène Représentations du dioxygène Exercice : représenter la molécule de dioxyde de carbone, qui est formé de deux atomes d oxygène et d un atome de carbone liés par des liaisons doubles. La molécule est linéaire.

6 III. L ion A. Définition C est une particule chargée électriquement et formée lorsqu'un atome ou une molécule gagne ou perd un ou plusieurs électrons. Un atome qui perd un électron forme un ion chargé positivement, appelé cation. Un atome qui gagne un électron forme un ion chargé négativement, appelé anion. L ion est à la base neutre. Exemple : - Un cation : ion chargé positivement Ca : Calcium. Ca : le cation calcium 20 protons et 20 électrons. 20 protons et 18 électrons. - Un anion : ion chargé négativement. 9 - F : Fluor. F : l anion fluor 9 protons et 9 électrons. 9 protons et 10 électrons.