Introduction à la chimie: les composé chimique

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1 Introduction à la chimie: les composé chimique L. Kutchaw SNC2D 2010 (révisé 2014)

2 La chimie et l environnement Certaines réactions chimiques peuvent polluer l environnement tandis que d autres peuvent résoudre des problèmes de pollution. Lire les 4 paragraphes p. 133 Décris le problème à Sudbury à la fin des années Quels composés ont permis de régler ce problème?

3 Les 3 groupes du t.p. 1. Les métaux 2. Les métalloïdes 3. Les non métaux

4 Les métaux

5 Les métaux (à la gauche du t.p.) Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations Les métaux sont en général des solides propres (exception: mercure qui est liquide à la température de la pièce) Les métaux conduisent généralement bien l'électricité et la chaleur. En tête l'argent, le cuivre et l'or. Quelques métaux présentent des propriétés magnétiques remarquables (ex. fer, cobalt et nickel)

6 Les non métaux (ex. azote)

7 Les non métaux (ex. phosphore)

8 Les non métaux (ex. carbone)

9 Les non métaux (à la droite du t.p.) Cette série comprend l'hydrogène, le carbone, l'azote, l'oxygène, le phosphore, le soufre, le sélénium, ect. Les propriétés physiques des non-métaux les différencient nettement des métaux : des conductivités électrique et thermique plus faibles que celles des métaux. Ils se caractérisent aussi par une forte électronégativité et une absence de malléabilité et de ductilité (donc est fragile) à l'état solide.

10 Les métalloïdes Un métalloïde est un élément chimique qui ne peut être classé ni dans les métaux ni parmi les non-métaux, c est-àdire dont les propriétés physiques et chimiques sont intermédiaires entre celles d un métal et d un non-métal.

11 Le vocabulaire du tableau périodique Les éléments du t.p. sont placés en ordre logique: 1. Les éléments d une même période (rangée) comportent le même nombre de couche d électrons. 2. Les éléments d une même famille (colonne) comportent le même nombre d électron(s) de valence. 3. Les éléments vers la droite et vers le haut sont plus électronégatif (capable d attirer ou de retenir des électrons).

12 Période 3 = 3 couches d électrons Famille 7 = 7 électrons sur la couche de valence Plus à la droite et plus haut que CA donc plus électronégatif que le calcium

13 Les périodes du tableau périodique: correspond au nombre de couche électronique

14 amur.be/scien ces/enligne/tr ansition/chimi e/fichesderevi sion/revision2 /familles.htm Les familles du tableau périodique

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18 VOCABULAIRE: Les éléments du t.p. existent en une de deux formes En ion: atome avec une charge négative (anion) ou positive (cation). ex. Na+ ex. Cl ˉ

19 VOCABULAIRE composé chimique: molécule formée de plus d un atome regroupés par une ou plusieurs liaisons chimiques. ex. H2O

20 Est-ce que l atome de sodium avec 11 électrons est stable? NON!!! Il a seulement 1 électron sur la couche de valence. Donc, les éléments du tableau périodique existe dans une forme stable mais comment font-ils pour devenir stable?

21 Les ions et les atomes cherchent de la stabilité. Comment peuvent-ils acquérir une couche de valence semblable à celle du gaz rare le plus rapproché? Ils peuvent: perdre des électrons = cation (+) gagner des électrons = anion (-) partager des électrons (une paire d é) et former une liaison simple, (2 paires d é) liaison double ou (3 paires d é) liaison triple.

22 Ex. La formation d un cation (+)

23 Ex. La formation d un anion (-)

24 La règle d octet La règle de l'octet est une règle chimique simple qui énonce que les atomes avec un numéro atomique Z>4 tendent à se combiner de façon à avoir huit électrons dans leur couche de valence, ce qui leur donne la même configuration électronique qu'un gaz rare.

25 Trouve la charge des ions suivants: Li N F B Al Ca Mg O

26 La formation des composés chimiques Un métal et un non métal forme un composé ionique à liaison ionique. Les éléments forment des ions en solutions. Les éléments ont des électronégativités très différentes. Deux non métaux forment un composé moléculaire à liaison covalente. Ces composés ne forment pas des ions en solution. Les électronégativités sont semblable.

27 Les liaisons ioniques

28 Les propriétés des composés ioniques La liaison est relativement forte, donc ces composés ont un point de fusion élevé car il faut une grande quantité d énergie pour rompre les forces. Bon conducteur d électricité en solution (électrolyte) mais pas en état solide.

29 Les composés ioniques permettent la conduction de l électricité en solution

30 Saviez-vous que...? Le chlore (Cl) et un gaz toxique très réactif. Le sodium réagit violement avec le chlore. Le résultat de cette réaction chimique se retrouve probablement sur votre table à manger!!

31 Le nom des composé ioniques binaires Règles (2): 1. La première partie du nom désigne toujours l ion négatif, l anion non métallique. Le nom de l ion non métallique se termine toujours par le suffix ure, sauf pour l oxygène qui devient oxyde. 2. La deuxième partie du nom désigne toujours l ion positif, le cation métallique. Il est précédé de la préposition <<de>>. Ex. Le phosphore et le magnésium (Mg3P2) (phosphure de magnésium) Le calcium et le brome (CaBr2) (bromure de calcium)

32 Déterminer le nom de l anion métalliques F ˉ fluorure Cl ˉ chlorure O²ˉ oxyde S²ˉ sulfure N³ˉ nitrure P³ˉ phosphure

33 Les composés ioniques Le sodium et le chlore (chlorure de sodium) NaCl Le calcium et l iode (iodure de calcium) CaI2 Le potassium et le chlore (chlorure de potassium) KCl L oxygène et l aluminium (oxyde d aluminium) Al2O3

34 Comment écrire la formule d un composé ionique binaire Chlorure de magnésium 1. Trouve les ions et leur charge. Magnésium: Mg²+ chlorure: Clˉ 2. Détermine combien il faut d ions pour que la somme des charges positives et des charges négatives soit égale à 0. Mg²+ = 2+ Cl ˉ : -1 (2) = Note la proportion de cations et d anions. 1 Mg²+ : 2 Cl ˉ 4. Indique en indice les nombres d ions. MgCl2

35 Détermine la formule des composés ionique suivant: Chlorure de potassium KCl Bromure de magnésium MgBr2 Iodure de calcium CaI2 Oxyde d aluminium Al2O3

36 Tableau périodique Métaux Métalloïdes Non-métaux Périodes Familles électronégativité Électron de valence Niveau d énergie Règle d octet Ion Cation Anion Composé chimique Composé ionique Composé moléculaire Liaison ionique Liaison covalente Loi de la conservation de la masse Trace un organisateur graphique avec les termes (p.565)

37 Les métaux à valence multiples (les métaux de transition au centre du t.p.) Certains métaux comme le cuivre pour former des ions qui ont des charges différentes selon les réactions chimiques. On indique la charge à l aide d un chiffre romain, par exemple Cu+ est écrit Cu(I) Cu +² est écrit Cu(II)

38 Colorant du verre Les métaux à valence multiples Ces ions formes des composés distincts, chacun ayant leur propriétés chimiques et physiques. Oxyde de cuivre I (ou oxyde cuivreux) lumières bleues en pyrotechnie. Oxyde de cuivre II (ou oxyde cuivrique) Point de fusion C Point de fusion C

39 À ton tour Écris la formule de; l oxyde de fer (II) le phosphate de cobalt (II) le nitrure d étain (IV) l iodure de cuivre (II)

40 À ton tour Écris le nom des composés suivants; AuCl3 Sn3P4 Ni2S3 Cr2O3

41 Les composés ioniques avec des ions polyatomiques Quelques exemples (voir p. 148 et 567) Ammonium NH4 + Phosphate PO4 ³ Peroxyde O2 Chlorate ClO3 -

42 Comment écrire la formule d un composé qui contient un ion polyatomique (p. 567) le sulfate de potassium le nitrate de baryum le phosphure d ammonium

43 Comment écrire le nom d un composé ayant un ion polyatomique d après la formule; (p. 567) Fe2(SO3)3 Mg3(PO3)2 LiHCO3

44 Les composés moléculaires Se forme lorsque des atomes partagent des électrons Se forme entre 2 non-métaux (2 atomes d hydrogène ou 2 atomes d oxygène et un atome de carbone) La liaison est relativement faible. Ces composés sont de mauvais conducteur d électricité et de chaleur.

45 Exemples des composés moléculaire Le dioxyde de carbone ADN Le glucose le vinaigre

46 Ces molécules ne sont pas des <<composés>> moléculaires! Les molécules diatomiques: H2, N2, O2, Cl2, Br2, I2, F2

47 Les liaisons covalentes Les liaisons covalentes peuvent être : simples : juste une paire d'électrons H-H H2 doubles : 2 paires d'électrons O=O O2 triples : 3 paires d'électrons : N N N2

48 Ex. composé moléculaire (à liaison covalente)

49 Liaisons covalentes (double)

50 Liaisons covalentes (triple)

51 Les noms des composés moléculaires binaires Nous devons nous servir des préfixes. 1 = mono 2 = di 3 = tri 4 = tétra 5 = penta 6 = hexa 7 = hepta 8 = octa 9 = nona 10 = déca

52 N2O4 (le carburant à fusée) Étape1: nombre d atomes de l anion 4 atomes d oxygène = tétra Étape 2: Nomme l anion avec son préfixe et la son suffixe tétraoxyde Étape 3: nombre d atomes du cation 2 azote = di Étape 4: nomme l anion en premier ensuite le cation avec son préfixe. Ajoute <<de>> entre les deux. N ajoute jamais mono- comme préfixe du second élément dans le nom tétraoxyde de diazote

53 À ton tour CCl4 CO PF5 Si2Br6 N2O3 Tétrachlorure de carbone Monoxyde de carbone Pentafluorure de phosphore Hexabromure de disilicium Trioxyde de diazote

54 Peux-tu déterminer la formule à l aide du nom? Trifluorure d azote NF3 Tétraoxyde de chlore Pentaséléniure de diphosphore Tétrafluorure de diphosphore ClO4 P2Se5 P2F4

55 Vérification de la compréhension Page 156 Q. 1 Le préfix donne le nombre d atome de l élément dans un composé. P. ex. le dioxyde de carbone contient 2 atomes d oxygène.

56 Page 156 Q. 2 a) Disulfure de carbone b) Trioxyde de diazote c) Monoxyde de carbone d) Tétrachlorure de carbone e) Pentafluorure de phosphore f) Hexabromure de disilicium

57 Correction des devoirs Page 156 Q. 3 Pentoxyde de diphosphore 5 2

58 Q. 4 Ex. Tétrapodes : un animal du sousembranchement des vertébrés dont le squelette comporte deux paires de membres et dont la respiration est normalement pulmonaire. Le pentagone au É.U.

59 Page 150 Q. 9 a) Ni2O3 g) K2SO4 b) CuI2 h) (NH4)3P c) Sn3N4 i) Ba(NO3)2 d) CrBr2 j) CoPO3 e) FeP f) CaF2

60 Page 150 Q. 10 a) Chlorure d or (III) b) Phosphure d étain (IV) c) Oxyde de chrome (III) d) Sulfure de nickel (III) e) Sulfure d ammonium f) Hydrogénocarbonate de lithium g) Sulfite de fer (III) h) Phosphite de magnésium

61 Q. 3 monoxyde de carbone, pentachlorure de phosphore, pentaoxyde de diazote Q. 6 SF6; OF2; CBr4

62 Réflexion sur ton apprentissage Quels concepts comprends-tu? Quels concepts te posent des défis? Quelles sont tes prochaines étapes pour favoriser ton apprentissage? Quelle échéance te donnes-tu pour compléter les prochaines étapes? Remet ta réflexion à Mme K avant de quitter.