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1 concentre-chimie.unamur.be COURS 1 : Matière États de la matière et composition des mélanges (notions d'atome, de molécule, d élément, d'ion) Configuration électronique, couche de valence, règle de l'octet, classification périodique, électronégativité Liaisons chimiques, formules moléculaires M/X, structure plane, géométrie, étage d oxydation, Définitions des oxydes acides et basiques ainsi que des sels, Dissociation Électrolytes forts et faibles 1

2 États de la matière et composition des mélanges a) l eau de mer filtrée est un corps pur b) l eau oxygénée est un corps simple c) 2 mg de NaCl ajoutés à 1 L d H 2 O forment un mélange homogène d) 200 g de NaCl ajoutés à 10 ml d H 2 O forment un mélange homogène e) l air est un mélange gazeux f) le diamant est un corps simple g) Le bronze (alliage Cu Sn) est un corps composé PLAN États de la matière et composition des mélanges 2

3 Particules sub-atomiques Masse (kg) Charge Diamètre (m) Proton (p + ) 1, e * Neutron (n 0 ) 1, Electron (e - ) 9, e - * e (charge élémentaire) vaut 1, coulombs m p = 1, = m e 9, , (-27+31) = 0, = 1830 Un nucléide (du latin nucleus) est un type de noyau, caractérisé par un nombre fixé de nucléons : nombre de protons (N p+ ) et nombre de neutrons (N n0 ). Un nucléide, Z A X, d un élément chimique X, est défini au moyen de deux nombres entiers, sans unités, Z et A : Z, le nombre atomique, correspond au nombre de protons, N p+ ; A, le nombre de masse, correspond au nombre de nucléons (les particules subatomiques «massives»), N p+ + N n0. Z = N p+ ; A = N p+ + N n0 ; N n0 = A - Z 3

4 Figure I.8. Illustration de la représentation de Lewis dans le cas du sodium (Na, Z = 11, A = 23). 4

5 Formation de cations Na + (Z) N p (= N e ) = 11 n = 3 n = 2 En Na Na + + 1e - (CATION) n = 1 Formation d anions 19 9 F (Z) N p (= N e ) = 9 n = 3 En n = 2 19 F + 1 e - 19 F F F n = 1 5

6 35 17 Cl - a) un anion, dérivant du Cl auquel on a retiré un e- b) un anion, dérivant du Cl auquel on a ajouté un e- c) un anion composé de 17 électrons et 17 protons d) un anion composé de 18 électrons et 17 protons e) un anion composé de 17 protons et 18 neutrons EI (PI) : énergie (potentiel) d ionisation énergie à fournir pour arracher un électron à un atome EA : électroaffinité énergie libérée ou absorbée pour capturer un éléctron L électronégativité (EN,c) caractérise cette double tendance à retenir et céder des électrons externes. Cs H C Cl N O F 0,8 2,2 3,0 4,0 PLAN 6

7 Dimitri Mendeleev ( ) famille période classification périodique Figure I. 18. Evolution de l électronégativité (échelle de Pauling) au sein du tableau périodique. Cette propriété permet de distinguer les éléments métalliques (M) et nonmétalliques (X).. PLAN classification périodique 7

8 Liaison covalente normale (parfaite polarisée) dative H 2 H H H 2 O H O H 8

9 A X m E n E-E > E-X > X-X Figure II.14. Structures-types en fonction du nombre de paires électroniques (m + n). A : 2 paires électroniques, B : 3 paires, C : 4 paires, D : 5 paires, E : 6 paires. Exemples de géométries moléculaires Structure spatiale Type Géométrie Exemples AX 4 Tétraèdre CH 4, NH 4+, PO 4 3- AX 3 E 1 Pyramide trigonale NH 3, H 3 O + AX 2 E 2 Coudée H 2 O, SF 2, ClO 2-9

10 Polarité de molécules (H 2 O, CO 2, CCl 4 ). Notion d étage d oxydation Étage (ou nombre) d oxydation Exemples Atomes 0 C (s), Mg (s), Cu (s), Zn (s), Ions atomiques Li + (aq), Cu + (aq), Mg 2+ (aq), Cu 2+ (aq), Zn 2+ (aq), Fe 2+ (aq), Fe 3+ (aq), Al 3+ (aq), Cl - (aq), I - (aq), 10

11 Notion d étage d oxydation Étage (ou nombre) d oxydation Molécules 0 +2 (C), -2 (O) +1 (H), -2 (O) -3 (N), +1 (H) +4 (C), -2 (O) Ions moléculaires +3 (N), -2 (O) +5 (N), -2 (O) PLAN +4 (S), -2 (O) +6 (S), -2 (O) Exemples H 2(g), O 2(g) ), I 2(g) CO H 2 O NH 3 CO 2 NO - 2 NO - 3 SO 2-3 SO 2-4 Solubilisation de sels inorganiques conduisant à leur dissociation en ions hydratés. Dissociation ionique - électrolytes 11

12 Mise en évidence de la conductivité électrique d une solution d électrolyte. Dissociation ionique - électrolytes Concentration : 0,1 M Température : 25 C Électrolytes forts (él. F) k (S m -1 ) Électrolytes faibles (él. f) k (S m -1 ) HCl 3,913 CH 3 COOH 0,052 NaOH 2,133 NH 3 0,036 NaCl 1,067 H 2 O 5, CH 3 COONa 0,728 Eau potable CH 3 COONH 4 1,208 Eau de mer 4-5 PLAN Cu (s) 6, Dissociation ionique - électrolytes 12

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