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1 Chapitre 2 Sciences Physiques - BTS Rappels de chimie 1. Les éléments chimiques : les atomes 1.1. Noms et symboles Les éléments chimiques ont été rangé dans un tableau appelé «classification périodique des éléments». Cette classification est due au chimiste russe Dimitri Mendeleïev ( ) Chaque case du tableau contient le nom de l élément, son symbole, son numéro atomique noté Z et son nombre de masse noté A. Enveloppe du Bâtiment Page 1

2 1.2. Structure atomique Un atome est constitué D un noyau chargé positivement contenant des protons positifs et, sauf pour l hydrogène, des neutrons, neutres Le cortège électronique composé d électrons chargés négativement. Les atomes sont toujours électriquement neutres : le nombre d électrons est égal au nombre de protons. Les électrons se rangent dans des orbitales suivant les règles de la mécanique quantique : 2 électrons au maximum sur la première couche 8 électrons au maximum sur la deuxième couche 8 électrons au maximum sur la troisième couche 2 représentations courantes pour les éléments chimiques : Le modèle de Bohr La représentation de Lewis Modèles de Bohr Enveloppe du Bâtiment Page 2

3 2. Les ions 2.1. Les ions monoatomiques Un ion monoatomique a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons par rapport à l atome dont il est issus Les ions polyatomiques Les ions polyatomiques sont formés d au moins deux éléments chimiques différents Enveloppe du Bâtiment Page 3

4 3. Masse atomique et ionique La masse d un atome ou d un ion est égale à la somme des masses de ses constituants. La masse des électrons, protons et neutrons sont les suivantes : Electron Neutron Protons m e = kg m n = 1, kg m p = 1, kg Comparons à titre d exemple la masse de l atome F e et de l ion Fe 3+ : L écart entre les deux valeurs est de l ordre de 3 pour , ce qui est tout à fait négligeable : la masse des électrons pourra toujours être négligée par rapport à celle du noyau. Enveloppe du Bâtiment Page 4

5 4. Les composés ioniques et moléculaires 4.1. Les composés ioniques solides Les composés ioniques sont électriquements neutres, mais il sont constitués de particules chargées : les ions. C est l attraction électrostatiques entre cations et anions qui assure les liaisons chimiques dans ces composés (liaisons ioniques) A cause du type d interaction assurant leur cohésion, les composés ioniques ne sont pas représentés sous forme de Lewis Les composés moléculaires Dans les molécules, les atomes sont liés par des liaisons covalentes qui traduisent le partage d une ou plusieurs paires d électrons entre deux éléments 5. Quantité de matière 5.1. Le nombre d Avogadro Le nombre d Avogadro est défini comme le nombre d atomes de carbone présents dans 12 grammes. N A =6, mol -1 Ce nombre correspond donc au nombre d entités présentent dans une mole Dans un problème de chimie, toutes les quantités s expriment en mole 5.2. Masse molaire La masse molaire d un composé, qu il soit ionique, moléculaire ou même chargé, est égale à la somme des masses molaires des éléments chimiques le constituant. Rappels : et Enveloppe du Bâtiment Page 5

6 Exemples : 5.3. Volume molaire pour les gaz Nous supposerons que tous les gaz étudiés sont parfaits. Le volume d une mole ne dépend alors pas dela nature du gaz mais seulement de la pression et de la température. Le volume molaire se calcule avec la formule : T désigne la température du gaz [K] P désigne la pression du gaz [Pa] ou [kg.m -1.s -2 ] V m désigne le volume molaire [m 3.mol -1 ] Attention : le résulat de cette formule est en [m 3.mol -1 ] : la chimie utilise généralement des volumes exprimés en [L.mol -1 ], il ne faut donc pas oublier de convertir. Rappels : Quelques valeurs 5.4. Volume molaire pour les liquides M désigne la masse molaire [g.mol -1 ] V m désigne le volume molaire [L.mol -1 ] désigne la masse volumique [g.l -1 ] 5.5. Quantité de matière à partir d une concentration n : nombre de mole V désigne le volume de la solution en L : concentration en [mol.l -1 ] Enveloppe du Bâtiment Page 6

7 Chapitre 2 Sciences Physiques - BTS Exercices Enveloppe du Bâtiment Page 7

8 Enveloppe du Bâtiment Page 8

9 Enveloppe du Bâtiment Page 9

10 Enveloppe du Bâtiment Page 10

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