I. L UNIVERS savoir que le remplissage de l espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de l atome qu à l échelle cosmique connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l air) connaître la définition de l année de lumière et son intérêt Expliquer l expression : «voir loin, c est voir dans le passé». Utiliser les puissances de 10 dans l évaluation des ordres de grandeur. Chapitre 1. Description de l Univers du très petit au très grand 1.1. La mesure des objets dans l Univers notation scientifique ordre de grandeur d un nombre multiples et sous- multiples du mètre 1.2. La description de l Univers Echelle microscopique Echelle macroscopique Structure lacunaire de la matière 1.3. L année de lumière Propagation de la lumière L année de lumière Voir loin, c est voir dans le passé TP0: Utiliser les puissances de 10 dans l évaluation des ordres de grandeur (Activité : «Description de l Univers») Chapitre 2. Réfraction et dispersion Pratiquer une démarche expérimentale pour établir un modèle à partir d une série de mesures et pour déterminer l indice de réfraction d un milieu. Interpréter qualitativement la dispersion de la lumière blanche par un prisme. 2.1. La réfraction de la lumière le phénomène de réfraction l indice de réfraction d un milieu les lois de Snell- Descartes la réfraction de la lumière dans l atmosphère terrestre les mirages la position des astres 2.2. Dispersion de la lumière par un prisme 1
le phénomène de dispersion : dispersion de la lumière blanche par un prisme l arc- en- ciel TP 1: La réfraction : pratiquer une démarche expérimentale pour établir un modèle à partir d une série de mesures Chapitre 3. Les étoiles Savoir qu un corps chaud émet un rayonnement continu, dont les propriétés dépendent de la température. Repérer, par sa longueur d onde dans un spectre d émission ou d absorption une radiation caractéristique d une entité chimique. Utiliser un système dispersif pour visualiser des spectres d émission et d absorption et comparer ces spectres à celui de la lumière blanche. Savoir que la longueur d onde caractérise dans l air et dans le vide une radiation monochromatique. Interpréter le spectre de la lumière émise par une étoile : température de surface et entités chimiques présentes dans l atmosphère de l étoile. Connaître la composition chimique du Soleil. 3.1. Lumière monochromatique et lumière polychromatique longueur d onde lumière monochromatique, polychromatique 3.2. Rayonnement émis par un corps chaud spectre émis par un corps chaud <- - > température du corps 3.3. Spectres d émission et spectres d absorption spectre continu d origine thermique spectre de raies raies d émission ou d absorption d un atome ou d un ion 3.4. Le spectre de la lumière émise par une étoile température de surface entités chimique présentes dans l atmosphère d une étoile la composition chimique du Soleil TP2, TP3 : Les spectres d émission et d absorption Chapitre 4. Les éléments chimiques présents dans l Univers Connaître la constitution d un atome et de son noyau. A X Connaître et utiliser le symbole Z Savoir que l atome est électriquement neutre. Connaître le symbole de quelques éléments. Savoir que la masse de l atome est pratiquement égale à celle de son noyau. Savoir que le numéro atomique caractérise l élément. 2
Mettre en oeuvre un protocole pour identifier des ions. Pratiquer une démarche expérimentale pour vérifier la conservation des éléments au cours d une réaction chimique. Dénombrer les électrons de la couche externe. Connaître et appliquer les règles du «duet» et de l octet pour rendre compte des charges des ions monoatomiques usuels. Utiliser la classification périodique pour retrouver la charge des ions monoatomiques. 4.1. Un modèle de l atome noyau ( protons, neutrons), électrons nombre de charges et numéro atomique Z nombre de nucléons A charge électrique élémentaire, charge des constituants de l atome électroneutralité de l atome masse des constituants de l atome, masse du noyau, masse approchée de l atome dimensions : ordre de grandeur du rapport des dimensions atome / noyau isotopes 4.2. Le nuage électronique répartition des électrons en couches K,L,M ( éléments avec 1 < Z < 18 ) les ions monoatomiques les règles du «duet» et de l octet Application : les ions monoatomiques 4.3. Les éléments chimiques éléments chimiques - - > caractérisation par Z classification périodique : démarche de Mendéléïev, classification actuelle familles chimiques TP4 : Mettre en oeuvre un protocole pour identifier des ions TP5 : Réactions chimiques avec l élément cuivre TP6 : Utiliser la classification périodique des éléments Chapitre 5. Le système solaire Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. Calculer la force d attraction gravitationnelle qui s exerce entre deux corps à répartition sphérique de masse. Savoir que la pesanteur terrestre résulte de l attraction terrestre. Comparer le poids d un même corps sur la Terre et sur la Lune. Savoir qu une force s exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement et que cette modification dépend de la masse du corps Utiliser le principe d inertie pour interpréter des mouvements simples en termes de forces. Mettre en oeuvre une démarche d expérimentation utilisant des techniques d enregistrement pour comprendre la nature des mouvements observés dans le système solaire. Analyser des documents scientifiques portant sur l observation du système solaire. 5.1. Le mouvement 3
la relativité du mouvement référentiel trajectoire 5.2. Les forces modélisation des actions mécaniques par une force effets d une force sur le mouvement d un corps modification de la vitesse modification de la trajectoire rôle de la masse Le principe d inertie 5.3. La gravitation universelle 5.4. Les forces la force d attraction gravitationnelle qui s exerce entre deux corps à répartition sphérique de masse la pesanteur terrestre <- - > attraction terrestre ; poids d un corps TP7 : La relativité du mouvement ( vélo d enfant - - > acquisition vidéo ) TP8 : Rétrogradation de Mars TP9 : Pourquoi la Lune ne tombe- t- elle pas sur la Terre? II. LA SANTE Chapitre 6. Les molécules Représenter des formules développées et semi- développées correspondant à des modèles moléculaires. Savoir qu à une formule brute peuvent correspondre plusieurs formules semi- développées. Utiliser des modèles moléculaires et des logiciels de représentation. Repérer la présence d'un groupe caractéristique dans une formule développée formules et modèles moléculaires formules développées et semi- développées isomérie groupes caractéristiques TP10 : Les molécules Chapitre 7. Les solutions Savoir qu une solution contient des molécules ou des ions Savoir que la concentration d'une solution en espèce dissoute peut s'exprimer en g/l Connaître et exploiter l expression de la concentration massique d une espèce moléculaire ou ionique dissoute. 4
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d une espèce (échelle de teintes, méthode par comparaison). Elaborer un protocole de dissolution Elaborer un protocole de dilution solvant, soluté solutions contenant des espèces ioniques ou moléculaires concentration massique TP11 : Les solutions TP12 : Préparation d une solution par dilution Chapitre 8. La quantité de matière Calculer une masse molaire moléculaire à partir des masses molaires atomiques Savoir que la concentration d'une solution en espèce dissoute peut s'exprimer en mol.l- 1. Connaître et exploiter l expression de la molaire d une espèce moléculaire ou ionique dissoute. Prélever une quantité de matière d une espèce chimique donnée la constante d Avogadro la mole masse molaire atomique masse molaire moléculaire concentration molaire TP13 : Prélever une quantité de matière d une espèce chimique donnée Chapitre 9. Les médicaments Analyser la formulation d un médicament Pratiquer une démarche expérimentale pour montrer qu'une espèce active interagit avec le milieu dans lequel elle se trouve (nature du solvant, ph). Savoir que certains matériaux proviennent de la nature et d'autres de la chimie de synthèse Comprendre le rôle de la chimie de synthèse. Interpréter les informations provenant d étiquettes et de divers documents Élaborer et mettre en oeuvre un protocole d extraction à partir d informations sur les propriétés physiques des espèces chimiques recherchées. Utiliser une ampoule à décanter, un dispositif de filtration, un appareil de chauffage dans les conditions de sécurité. Réaliser et interpréter une chromatographie sur couche mince (mélanges colorés et incolores) Décrire un système chimique et son évolution Écrire l'équation de la réaction chimique avec les nombres stoechiométriques corrects Étudier l'évolution d'un système chimique par la caractérisation expérimentale des espèces chimiques présentes à l'état initial et à l'état final 9.1. Principe actif, excipient, formulation. 5
9.2. Les espèces chimiques espèces chimiques naturelles et de synthèse extraction, séparation et identification des espèces chimiques caractéristiques physiques d une espèce chimique 9.3. Synthèse d une espèce chimique synthèse identification des espèces chimiques : CCM densité et masse volumique 9.4. La réaction chimique le système chimique l équation d une réaction chimique TP14 : Pratiquer une démarche expérimentale pour montrer qu'une espèce active interagit avec le milieu dans lequel elle se trouve (nature du solvant, ph). - TP - - > les différentes formulations de l aspirine TP 15: Utiliser une ampoule à décanter, un dispositif de filtration, un appareil de chauffage dans les conditions de sécurité. Mettre en oeuvre un protocole expérimental pour réaliser la synthèse d une molécule et son identification ( synthèse de l aspirine ) TP16 : Réaliser et interpréter une chromatographie sur couche mince (mélanges colorés et incolores). TP17 : Étudier l'évolution d'un système chimique par la caractérisation expérimentale des espèces chimiques présentes à l'état initial et à l'état final. Chapitre 10. Le diagnostique médical Connaître et utiliser les définitions de la période et de la fréquence d un phénomène périodique Identifier le caractère périodique d un signal sur une durée donnée. Déterminer les caractéristiques d un signal périodique Extraire et exploiter des informations concernant la nature des ondes et leurs fréquences en fonction de l application médicale Connaître une valeur approchée de la vitesse du son dans l air Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l air). Pratiquer une démarche expérimentale sur la réfraction et la réflexion totale Pratiquer une démarche expérimentale pour comprendre le principe de méthodes d exploration et l influence des propriétés des milieux de propagation 10.1. Signaux périodiques période, fréquence, tension maximale, tension minimale 10.2. Ondes ondes sonores ondes électromagnétiques domaines de fréquences propagation rectiligne de la lumière 6
vitesse de la lumière dans le vide et dans l air réfraction et réflexion totale TP18 : Détermination des caractéristiques d un signal périodique TP19 : Comprendre le principe des méthodes d exploration et l influence des propriétés des milieux de propagation III. LA PRATIQUE DU SPORT Chapitre 11. La pression Savoir que dans les liquides et dans les gaz la matière est constituée de molécules en mouvement Utiliser la relation P = F/S, F étant la force pressante exercée sur une surface S, perpendiculairement à cette surface Savoir que la différence de pression entre deux points d un liquide dépend de la différence de profondeur. Savoir que la quantité maximale de gaz dissous dans un volume donné de liquide augmente avec la pression. Savoir que, à pression et température données, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz Pratiquer une démarche expérimentale pour établir un modèle à partir d une série de mesures Savoir que, à P et T données, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz ( Loi d Avogadro- Ampère ) 11.1. Définition de la pression force pressante pression d un gaz 11.2. Pression dans un liquide au repos pression dans un liquide ; influence de la profondeur 11.3. Dissolution dʼun gaz dans un liquide dissolution d un gaz dans un liquide 11.4. Loi de Boyle- Mariotte TP20: Etablir un modèle à partir d une série de mesures ( loi de Boyle - Mariotte, relation entre la profondeur et la différence de pression entre deux points à l intérieur d un fluide ) TP21: Savoir que, à P et T données, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz ( Loi d Avogadro- Ampère ) 7