Programme de colles n 14 du 15 au 19 janvier

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1 Programme de colles n 14 du 15 au 19 janvier Chapitre 1 : Les phénomènes de transport Signaux et phénomènes de transport Chapitre 2 : étude des circuits électriques en régime stationnaire Savoir Définition de l intensité du courant et de la tension. Définition d un nœud, conservation de l intensité dans une branche, lois des nœuds. Unicité du potentiel dans un fil électrique, additivité des tensions, définition d une maille, loi des mailles. Branchements des multimètres. Notion de masse d un circuit. Caractéristique d un dipôle, conducteur ohmique, générateurs idéaux. Association en série et en parallèle. Représentations de Thévenin et de Norton. Simplification des associations classiques de dipôles. Diviseurs de tension et de courant. Énergie reçue par un dipôle, puissance reçue par un dipôle, loi de la puissance reçue, convention de signe pour la puissance reçue, notion de puissance fournie. Algébrisation des grandeurs, savoir manipuler les grandeurs algébriques Savoir associer schéma d un dipôle, relation entre et, caractéristique courant-tension. Savoir utiliser les lois de Kirchhoff : écrire un système d équations pour déterminer des grandeurs dans un circuit. Savoir repérer les dipôles en série ou en parallèle Savoir trouver le dipôle équivalent à une association de résistance ou de générateur idéaux dans le but de simplifier un circuit. Savoir passer d une représentation de Norton à une représentation de Thévenin (et inversement) dans le but de simplifier les circuits. Savoir utiliser les deux types de diviseurs selon ce que l on cherche. Savoir effectuer un bilan énergétique dans un circuit. Chapitre 3 : Régimes transitoires du premier ordre atomes (à l usage des colleurs : pas de régime transitoire en diffusion thermique ou de particules, ni d étude énergétique d un circuit RC) Introduction I. Analyse expérimentale d un régime transitoire en électrocinétique : comportement d un condensateur 1. Présentation du dipôle condensateur 2. Réponse à un échelon de tension : régime transitoire 3. Propriétés particulières du condensateur 4. Définitions : régimes transitoire, permanent, permanent stationnaire II. Analyse mathématique : équation différentielle linéaire du premier ordre 1. Notion de régime quasi-stationnaire 2. Établissement de l équation différentielle 3. Méthode générale de résolution d une équation différentielle linéaire du premier ordre 4. Résolution dans le cadre de la charge et de la décharge du condensateur 5. Notion de constante de temps Caractéristiques d un condensateur (relier la tension, la charge et l intensité) Continuité de la tension aux bornes du condensateur Comportement d un condensateur en régime permanent Notion de constante de temps, définition de la constante de temps dans le cadre d un circuit Déterminer l équation différentielle caractéristique d un circuit Résoudre des équations différentielles linéaires du premier ordre Déterminer des conditions initiales Tracer des graphes de type exponentiel Colles14 Page 1

2 Thermodynamique chimique Chapitre 1 : Étude des systèmes siège d une transformation chimique Chapitre 2 : Réactions acido-basiques Chapitre 3 : étude des systèmes siège de plusieurs réactions acido-basiques Chapitre 4 : Étude des titrages acido-basiques Chapitre 2 : Structure électronique des atomes Structure de la matière I. Introduction à la mécanique quantique 1. Interaction lumière matière 2. Quantification des niveaux d énergie des atomes : exemple de l atome d hydrogène 3. Évolution du modèle de l atome modèle de Bohr (à titre d information) 4. Fondement de la mécanique quantique 5. Fonction d onde décrivant un électron dans un atome : orbitale atomique II. Description quantique de l électron de l atome d hydrogène 1. Nombre quantique principal et couches électroniques 2. Nombre quantique secondaire et sous-couches électroniques 3. Nombre quantique magnétique et notion d orbitale atomique (OA) 4. Notion de rayon orbitalaire 5. Représentation géométrique des orbitales s et p III. Atomes polyélectroniques 1. Approximation monoélectronique et ordre énergétique des OA pour les atomes polyélectroniques 2. Le spin de l électron et le principe de Pauli 3. Configuration électronique d un atome dans son état fondamental 4. Électrons de cœur, électrons de valence 5. Configurations électroniques des ions monoatomiques dans leur état fondamental IV. Construction et analyse de la classification périodique 1. Histoire de la classification périodique 2. Principe de construction de la classification périodique actuelle 3. Familles et blocs du tableau périodique 4. Évolution de quelques propriétés dans la classification Lien entre l énergie de la lumière absorbée et la différence d énergie des niveaux énergétique d un atome. Signification physique de la fonction d onde, densité de probabilité de présence de l électron = densité électronique. Relation donnant l énergie des OA de l atome d hydrogène en fonction du nombre quantique principal. Définition des quatre nombres quantiques, valeurs prises par ces nombres quantiques. Règles de Klechkowski, Pauli et Hund. Représentations usuelles des OA (savoir qu elles représentent des surfaces d isodensité). Relation entre la structure de la classification périodique et les configurations électroniques des éléments. Forme en bloc de la classification périodique, familles d éléments. Évolution du rayon atomique, de l électronégativité (Définition de l électronégativité) Savoir calculer la longueur d onde émise ou absorbée en fonction de la différence d énergie des niveaux mis en jeu. Pouvoir donner et justifier la configuration électronique d un atome ou d un ion. Retrouver la configuration électronique d un élément à partir de sa position dans la classification périodique et inversement. Colles14 Page 2

3 Chapitre 3 : Molécules diatomiques et polyatomiques : le modèle de la liaison covalente de Lewis I. La liaison covalente et le modèle de Lewis 1. Notion de liaison chimique 2. Électrons engagés dans une liaison : les électrons de valence Schéma de Lewis des atomes 3. Théorie de Lewis de la liaison covalente localisée 4. Méthode systématique pour dessiner la représentation de Lewis des édifices polyatomiques 5. Nombre de charges formelles 6. Exemples de représentation d édifices neutres possédant des charges formelles II. Représentations de Lewis ne respectant pas la règle de l octet 1. Composés déficients en électrons 2. Composés hypervalents 3. Cas des éléments de transition (hors programme) III. Géométrie des édifices polyatomiques : méthode VSEPR de Gillespie 1. Principe de la méthode et nomenclature de Gillespie 2. Figures de répulsion 3. Nomenclature de Gillespie et géométrie de la molécule Formation d une liaison chimique : longueur de liaison et énergie de liaison Définition de la liaison covalente de Lewis Règle de stabilité : duet et octet Représentation de Lewis Nombre d électrons de valence apparent, nombre de charges formelles Représentation de Lewis ne respectant pas la règle de l octet. Méthode VSEPR et nomenclature de Gillespie. Savoir trouver les représentations de Lewis de molécules par une méthode systématique Savoir placer les charges formelles sur des molécules neutres ou des ions Savoir repérer les représentations de Lewis ne respectant pas la règle de l octet, en particulier les composés hypervalents. Savoir trouver la géométrie d une molécule à l aide de la méthode VSEPR Savoir justifier les modifications des angles de liaisons. (vu seulement lundi matin) Polarité des molécules non encore traitée Colles14 Page 3

4 Communiquer Valider Réaliser Analyser S approprier Colles Lycée Hoche BCPST1A A. Guillerand Compétences générales évaluées Comprendre ce qui est attendu dans un énoncé Extraire les informations d un énoncé Modéliser une situation concrète Relier le problème à une situation modèle connue Identifier les domaines de la discipline, les lois, les grandeurs physiques ou chimiques à utiliser Décomposer le problème posé en des problèmes plus simples afin de construire l ensemble du raisonnement avant de commencer Savoir exploiter des informations sous formes diverses (valeurs numériques, graphique, tableau, spectre, etc.) Formuler une hypothèse, construire un modèle Définir le système d étude Construire un raisonnement scientifique logique Maîtriser ses connaissances Réinvestir ses connaissances Savoir mettre en place des équations mathématiques pour résoudre un problème physique ou chimique Savoir mener efficacement les calculs analytiques Savoir déterminer une expression littérale Savoir effectuer des applications numériques correctes (conversion d unités si besoin), avec le bon nombre de chiffres significatifs Vérifier l homogénéité des formules lors d un calcul S assurer que l on a répondu à la question posée Exercer son esprit critique sur la pertinence d un résultat (ordre de grandeur, comparaison avec des résultats connus, précision d une mesure ), d une hypothèse, d un modèle Interpréter des résultats Valider ou invalider une hypothèse, une information, une loi Confronter un modèle au réel, confronter un modèle mathématique à des résultats expérimentaux (identification du graphe à tracer, régression, ) Faire preuve d initiative Demander une aide pertinente S exprimer de manière claire, concise et avec assurance Utiliser le tableau de manière claire et lisible Utiliser un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux Réagir face à une situation difficile (erreurs dans le raisonnement, erreurs de calcul, etc.) Tenir compte des aides et des commentaires du correcteur Colles14 Page 4

5 Compte-rendu de la colle Interrogateur(trice) : groupe : Nom Description du sujet, commentaires et note Colles14 Page 5