STRUCTURE ELECTRONIQUE DE L'ATOME

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1 Chimie - 6 ème année - Ecole Européenne Table des matières Chapitre n 1 : STRUCTURE ELECTRONIQUE DE L'ATOME I) Notion d onde électromagnétique : 1) Description : a) Représentation schématique : b) Célérité (ou vitesse) de propagation : c) Fréquence et longueur d onde : 2) Les spectres optiques : a) Les sources thermiques : b) Les sources à décharges : 3) Dualité onde-corpuscule du rayonnement électromagnétique : a) Phénomène de diffraction : b) Effet photoélectrique : c) Quantum et photon : d) Conclusion : II) Modèles atomiques : 1) Modèle planétaire : 2) Modèle de Bohr : 3) Notion sur le modèle quantique : 4) Diagramme d'énergie : 5) Application de l'analyse spectrale : 6) Cas particulier de l'atome d'hydrogène : III) Nombres quantiques et modèle orbital de l'atome : 1) Nombre quantique principal n : 2) Nombre quantique orbital l : 3) Nombre quantique azimutal m : 4) Nombre quantique de spin : IV) Principe de Pauli et représentation des configurations électroniques : 1) Principe d'exclusion de Pauli : 2) Remplissage des couches électroniques et tableau périodique : 3) Représentation schématique des configurations électroniques possibles : 4) Forme des orbitale : 5) Différentes possibilités de représentation de la structure électronique d'un atome : V) Structure électronique et classification périodique des éléments : 1) Propriétés chimiques : a) Les alcalins : b) Les halogènes : c) Les gaz rares : 2) Tendances électroniques : a) Rayon atomique : b) Energie d'ionisation : c) Affinité électronique : d) Electronégativité : Ecole Européenne de Francfort Page 3

2 Table des matières Chapitre n 2 : LIAISON CHIMIQUE I) Rappel : représentation de Lewis : 1) Définitions et règles : 2) Représentation : 3) Règle de l octet : II) Liaison covalente : 1) Introduction : 2) Autre formulation de la règle de l'octet : 3) Géométrie des molécules : a) Orbitales moléculaires : b) La méthode V.S.E.P.R. : 4) Applications : a) Molécule d eau : H 2 O b) Molécule d ammoniac : NH 3 c) Molécule d'éthanol : CH 3 CH 2 OH d) Cas du benzène : C 6 H 6 III) Polarisation des liaisons : 1) Généralités : 2) Dipôle électrique : a) Nuage électronique : b) Moment dipolaire : c) composition des moments dipolaires : 3) Conséquences : a) Les solvants : b) Autres conséquences : IV) La liaison ionique : 1) Introduction : 2) Liaison : V) La liaison métallique : 1) Liaison : 2) Propriétés : VI) La liaison intermoléculaire : 1) Présentation : 2) Les forces intermoléculaires : a) Les forces dipôle-dipôle : b) Les forces ion-dipôle : c) Les forces de dispersion (dipôle induit) : d) Liaison hydrogène : e) Les forces répulsives : 3) Conséquences : a) Viscosité : b) Tension superficielle : c) Tensio-activité : Page 4 Christian BOUVIER

3 Chimie - 6 ème année - Ecole Européenne Chapitre n 3 : LE GAZ PARFAIT I) Modèle du gaz parfait : 1) L'état gazeux : 2) Le modèle du gaz parfait : II) Notion de température et de pression : 1) Agitation thermique et température absolue : 2) Pression dans un gaz et interprétation microscopique : III) Loi des gaz parfaits : 1) Loi de Boyle-Mariotte : 2) Loi de Gay-Lussac-Charles : 3) Loi d'avogadro : 4) Equation des gaz parfaits : IV) Applications : 1) Conditions normales, conditions standards et conditions ambiantes : 2) Volume molaire des gaz : Chapitre n 4 : L'ENERGIE EN CHIMIE I) Calorimétrie, rappels : 1) Equilibre thermique : 2) Capacité thermique : 3) Signe d'une quantité de chaleur : 4) Chaleur massique : 5) Mesure calorimétrique : a) Principe : b) Détermination expérimentale de grandeurs calorimétriques : II) Changement d'état : 1) Les états de la matière : 2) Chaleur latente de changement d'état : III) Echange d'énergie lors d'une réaction chimique : 1) Expériences : 2) Classement des réactions chimiques : IV) Notion d'enthalpie de réaction : 1) Principe de conservation de l'énergie : 2) Enthalpie de réaction : a) Réaction exothermique : b) Réaction endothermique : 3) Unité et ordre de grandeur : V) Origine moléculaire de l'enthalpie : 1) Energie chimique de liaison : 2) Généralisation de la notion d'enthalpie : Ecole Européenne de Francfort Page 5

4 Table des matières VI) Mesure de l'enthalpie d'une réaction : 1) Enthalpie de dissolution : 2) Enthalpie standard molaire de formation : VII) Calcul de l'enthalpie d'une réaction, loi de Hess : 1) Enthalpie standard : 2) Généralisation de l'énoncé : 3) Principe du calcul : 4) Exemples de calculs : a) Enthalpie molaire standard de vaporisation de l'eau : b) Enthalpie molaire standard de formation du méthane : c) Enthalpie molaire standard de formation de l'acide sulfurique : d) Enthalpie molaire standard de formation du dioxyde de carbone : VIII) Ordre et désordre, notion d'entropie : 1) Expérience fictive : 2) Entropie d'un système : 3) Deuxième principe de la thermodynamique et évolution temporelle : 3) Estimation du désordre en chimie : IX) Réaction chimique thermodynamiquement possible : 1) Présentation : 2) Facteur enthalpie : 3) Facteur entropie : 4) Autres facteurs : 5) Conclusion : Chapitre n 5 : BILAN DE MATIERE AU COURS D'UNE REACTION I) Notion d'avancement : 1) Etude d'une réaction théorique : 2) Avancement : 3) Etat final d'une réaction totale et réactif limitant : II) Tableau d'avancement : 1) Etude d'une réaction théorique : 2) Etude d'un exemple de réaction totale : a) Enoncé : b) Questions : c) Résolution : III) Méthode de dosage : 1) Définition : 2) Equivalence de dosage : 3) Détermination de l'équivalence : a) Dosage colorimétrique : b) Dosage ph-métrique : c) Dosage conductimétrique : d) Spectrophotométrie : Page 6 Christian BOUVIER

5 Chimie - 6 ème année - Ecole Européenne Chapitre n 6 : CINETIQUE CHIMIQUE I) Rappels d oxydoréduction : 1) Réaction d oxydoréduction : 2) Couple oxydant-réducteur : 3) Equation d une réaction d oxydoréduction : II) Transformations lentes et transformations rapides : 1) Réactions rapides : 2) Réactions lentes : 3) Réactions qui n évoluent pas : III) Facteurs de la cinétique : 1) Présentation de la réaction : 2) Influence de la concentration : 3) Influence de la température : 4) Présence d un catalyseur : a) Définition : b) Différents types de catalyses : c) Possibilités et limites : IV) Evolution temporelle de l avancement d une réaction : 1) Modélisation d une transformation chimique : 2) Courbes d évolution des concentrations : 3) Temps de demi-réaction : V) Vitesse volumique d une réaction chimique (programme français) : 1) Vitesse de disparition et vitesse de formation : 2) Définition de la vitesse volumique de réaction : 3) Expression en fonction des concentrations : VI) Détermination graphique de la vitesse de réaction (programme français) : 1) Méthodes : 2) Evolution temporelle de la vitesse : VII) Facteurs cinétiques : 1) Influence des facteurs cinétiques sur la courbe d évolution : a) Influence de la concentration d'un réactif : b) Influence de la température : c) Présence d'un catalyseur : 2) Cas particulier de l'autocatalyse : Chapitre n 7 : EQUILIBRE CHIMIQUE I) Transformations chimiques non totales : 1) Taux d avancement final d une réaction : a) Exemple : b) Définition : Ecole Européenne de Francfort Page 7

6 Table des matières 2) Interprétation microscopique et symbolisme d écriture : II) Etat d équilibre d un système chimique : 1) Constante d équilibre : a) Définition : b) Discussion : 2) Taux d avancement final et constante d équilibre : a) Relation : b) Réaction peu avancée et réaction quasi-totale : III) Evolution spontanée d'un système chimique : 1) Quotient de réaction (programme français) : 2) Définition : 3) Critère d'évolution spontanée : 4) Lois de Le Chatelier : a) Influence de la température : b) Influence de la pression : c) Variation de la quantité de matière d'un réactif ou d'un produit : d) Enoncé général : 5) Cas où il n'y a pas d'évolution spontanée : 6) Présence d'un catalyseur : IV) Application de la constante de réaction : 1) Equilibre d'un mélange de gaz : a) Rendement d'une transformation : b) Loi de Le Chatelier : 2) Produit de solubilité d'un soluté : Chapitre n 8 : CHIMIE ORGANIQUE, REPRESENTATION ET ISOMERIE I) Rappels sur les hydrocarbures : 1) Les alcanes et le carbone tétragonal : a) Carbone tétragonal : b) Définition : c) Nomenclature : 2) Les alcènes et le carbone trigonal : a) Carbone trigonal : b) Définition : c) Nomenclature : d) Cas du benzène : 3) Les alcynes : II) Représentation d une molécule en chimie organique : 1) Formule brute et formule développée : 2) Représentation d une molécule : a) Modèle : b) Représentation symbolique des molécules : 3) Conformation et configuration : Page 8 Christian BOUVIER

7 Chimie - 6 ème année - Ecole Européenne a) Conformation : b) Configuration : III) Isomérie de constitution : 1) Définition : 2) Isomérie de constitution de chaîne : 3) Isomérie de constitution de fonction : 4) Isomérie de constitution de position : IV) Stéréo-isomérie : 1) Définition : 2) Stéréo-isomérie de conformation : 3) Enantiomérie : a) Carbone asymétrique : b) Règle séquentielle de Cahn, Ingold et Prelog : c) Enantiomères, configuration absolue et nomenclature : d) Analyse de la lumière polarisée : e) Pouvoir rotatoire d'une substance organique : 4) Stéréo-isomérie Z-E ou diastéréo-isomérie : a) Diastéréo-isomères : b) Configuration Z-E et nomenclature : c) Propriétés : V) Résumé des isoméries : Chapitre n 9 : PROPRIETES DES HYDROCARBURES I) Effet inductif : 1) Présentation : 2) Effet inductif I : 3) Effet inductif + I : 4) Conséquences : II) Propriétés physiques des alcanes : 1) Température de fusion et d'ébullition : a) Température de fusion (solide liquide) : b) Température d'ébullition (liquide gaz) : 2) Solubilité : III) Propriétés chimiques des alcanes : 1) Craquage et isomérisation : 2) Combustion complète des alcanes : 3) Réaction de substitution radicalaire : 4) Réaction de substitution nucléophile (SN) : a) Définitions : b) Substitution nucléophile bimoléculaire (SN2) : c) Substitution nucléophile monomoléculaire (SN1) : IV) Propriétés chimiques des alcènes : 1) Généralités : Ecole Européenne de Francfort Page 9

8 Table des matières 2) Préparation des alcènes : 3) Réactions d'addition : 4) Réaction d'addition électrophile : a) Mécanismes réactionnels : b) Régiosélectivité : 5) Réaction d'addition radicalaire : a) Régiosélectivité : b) Mécanismes réactionnels : 6) Applications de la réaction d'addition : 7) Substitution électrophile sur le benzène : a) La réaction : b) Mécanismes réactionnels : NOMENCLATURE SYSTEMATIQUE SIMPLIFIEE Généralité : Alcanes : Alcènes : Alcynes : Cas particuliers : Alcools et phénols : Aldéhydes : Cétones : Amines : Acides carboxyliques : Dérivés des acides carboxyliques : Chlorues d'acyle : Esters : Anhydrides d'acide : Amides : Acides aminés ou amino-acides : RECAPITULATIF DES FONCTIONS NOMENCLATURE EN CHIMIE MINERALE Page 10 Christian BOUVIER