Cahier de revision Science et technologie 4e secondaire École secondaire Saint-Maxime Juin 2011
LES MODÈLES ATOMIQUES Nom du scientifique et de son modèle Lewis Rutherford-Bohr Modèle atomique simplifié Représentation du modèle Caractéristiques du modèle On n y représente que les électrons de valences autour du symbole chimique de l élément. L atome est constitué d un petit noyau contenant des protons, entouré d un espace vide dans lequel gravitent les électrons. L atome a un noyau formé de protons et de neutrons autour duquel gravitent les électrons sur des couches électroniques. ATOME Atome Plus petite particule de matière. Elle ne peut pas être divisée chimiquement. Particules qui constituent l'atome Électron Particule, chargée négativement, qui circule autour du noyau de l atome. Charge: 1- Proton Particule, chargée positivement, située dans le noyau de l atome. Charge: 1+ Neutron Particule neutre se trouvant dans le noyau de l atome avec le proton. Charge: 0 Électrons de valence : Ce sont les électrons du dernier niveau d énergie. Loi de l octet Les atomes cherchent à acquérir de la stabilité en complétant leur niveau de valence pour avoir une configuration électronique semblable à celle d un gaz rare. Les atomes peuvent alors perdre, gagner ou partager un ou plusieurs électrons 2
Représentation de l'atome Numéro atomique Symbole de l élément Masse atomique relative Tableau périodique Propriétés des catégories d'éléments Métaux Brillants, malléables et ductiles. Bons conducteurs thermiques et électriques. Donneurs d électrons. Réagit chimiquement avec les acides. Non-métaux Aspect terne, cassants, non ductiles (solide). Bons isolants. Accepteur d électrons. Métalloïdes Cassants et non ductiles. Bons conducteurs électriques, mais mauvais conducteurs thermiques. Propriétés de quelques familles d'éléments Alcalins Première colonne (tableau périodique). Un seul électron de valence. Réagit fortement avec l eau pour former des bases. Brillants et mous. Alcalino-terreux Deuxième colonne (tableau périodique). Deux électrons de valence. Réagit avec l eau pour former des bases. Brillants, argentés et d une grande dureté. Halogènes Dix-septième colonne (tableau périodique) Sept électrons de valence. + réactif Forme des sels avec les métaux et des acides forts avec l hydrogène. Corrosifs. 3
Gaz nobles Dernière colonne (tableau périodique) Huit électrons de valence. Gazeux à température ambiante. Très stable chimiquement. RÈGLES DE NOMENCLATURE RÈGLE 1 : MOLÉCULE FORMÉE D UNE SORTE D ATOME Préfixe + Nom de l atome Préfixe : 1 = mono 2 = di 3 = tri 4 = tétra 5 = penta 6 = hexa 7 = hepta 8 = octa Exemple : O 2 = dioxygène P 4 = tétraphosphore RÈGLE 2 : MOLÉCULE FORMÉE DE 2 SORTES D ATOMES DONT L OXYGÈNE + + Préfixe oxyde Nom du 1 er atome Note : remarquez ici que le mot «oxyde» tient lieu et place de l oxygène. Exemple : CO 2 = dioxyde de carbone Fe 2 O 3 : trioxyde de difer RÈGLE 3 : MOLÉCULE FORMÉE DE 2 SORTES D ATOMES SANS OXYGÈNE Préfixe + + Nom du 2 e atome en «ure» Nom du 1 er atome **EXCEPTIONS** : H = hydrure C : carbure S = sulfure N = nitrure Exemple : NaCl = chlorure de sodium PbCl 4 = tétrachlorure de plomb 4
MOLE Une mole est : Quantité précise de particules qui correspond au nombre d Avogadro. La masse molaire Masse correspondant à une mole d une substance donnée. Elle d'une substance s exprime en gramme par mole (g/mol). Nombre d'avogadro 6,02 x 10 23 M= m n Molécules et ions molécule ion Ion polyatomique liaison M= masse molaire (en g/mol) m= masse de la substance (en g) n= nombre de moles Ensemble de deux ou de plusieurs atomes liés chimiquement. Atome qui porte une charge électrique à la suite de la perte ou du gain d électrons. Groupe de deux atomes ou plus chimiquement liés et portant une charge électrique à la suite de la perte ou du gain d électrons. Union de deux atomes à la suite du transfert ou du partage d électrons. Ion négatif Ion positif Gain ou perte d'électrons Gain Perte charge Négative Positive nom Anion Cation Liaison ionique : L atome perdant un ou plusieurs électrons devient ainsi chargé positivement (ion positif ou cation) et celui qui a gagné ce ou ces électrons devient chargé négativement (ion négatif ou anion). Liaison covalente: 5
Solubilité et concentration Solution Soluté Solvant Concentration Ppm Mélange homogène d un solvant et d un soluté. On ne peut pas distinguer les substances qui le composent, même avec l,aide d un instrument d observation. Substance qui se dissout dans le solvant. Substance qui dissout le soluté. Quantité de soluté par unité de volume (g/l, % m/m, % m/v, % v/v, etc.). Formule C = m/v Quantité de particules de soluté par millions de particules de solution. Concentration molaire Nombre de moles de soluté par litre de solution. Formule C = n/v Equilibrer les équations suivantes : 1/ 2 Al + 3 S Al 2 S 3 2/ N 2 + 3 H 2 2 NH 3 3/ 4 Na + O 2 2 Na 2 O 4/ H 2 + Fe 3 O 4 H 2 O + 3 FeO 5/ CO + Fe 3 O 4 CO 2 + 3 FeO 6/ 2 Cu 2 O + O 2 4 CuO 7/ 2 CH 4 + O 2 2 CO + 4 H 2 8/ C 6 H 6 + 6 Cl 2 C 6 Cl 6 + 6 HCl 9/ Al 2 S 3 + 6 H 2 O 2 Al(OH) 3 + 3 H 2 S 10/ CuSO 4 + 2 NaOH Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 11/ Al 2 O 3 + 3 Cl 2 + 3 C 2 AlCl 3 + 3 CO 12/ Fe 3+ + 3 OH - Fe(OH) 3 13/ Cr 2 O 3 + 2 Al Al 2 O 3 + 2 Cr 14/ CaC 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + C 2 H 2 15/ 2 NH 3 + 3 CuO N 2 + 3 Cu + 3 H 2 O 16/ 2 C 6 H 6 + 15 O 2 12 CO 2 + 6 H 2 O 6
Conductibilité et ph Électrolyte: Solution contenant des ions. Celle-ci est un conducteur électrique, i.e. laisse passer le courant électrique. Dissociation Conductibilité exemple électrique Électrolyte fort Totale Oui (+++) HCl Électrolyte faible Partielle Oui (+) HCH 3 COO Non-électrolyte Nulle Non C 6 H 12 O 6 ACIDES BASES SELS H + GROUPE «NON METAL» GROUPE «MÉTAL» + OH GROUPE «MÉTAL» + GROUPE «NON MÉTAL» ph < 7 Acide 7 Neutre >7 Alcalin (Base) Rendement énergétique et énergie thermique Formule rendement R = Énergie utile x 100 Énergie consommée Formule capacité thermique Q = m c T 7
Électricité Électricité statique a.on peut électrifier un objet par Frottement ou _Induction b.il existe deux types de charges électriques : _+ et - Électricité dynamique Loi d'ohm: La différence de potentiel aux bornes d'une résistance est proportionnelle à l'intensité du courant électrique qui la traverse. Quantité de charges passant en un point précis par seconde. Ampère (A) Différence de potentiel (U) Quantité d énergie transportée par chacune des charges électriques. Volts (V) 1 V= 1 J 1 C Résistance (R) Opposition qu offre un matériau au passage des charges électriques. Ohms (Ω) 1 R= 1 V 1 A 8
Circuit électrique Un circuit électrique est Circuit en parallèle Montage qui permet à des charges électriques de circuler en boucle, i.e. de se maintenir en mouvement. Circuit en série I= q/ t I est l intensité du courant (en ampères) q est la charge électrique (en Coulombs) t est la variation du temps (en secondes) U= E/q U est la différence de potentiel (en volts) E est la variation de l énergie électrique (en joules) q est la charge électrique (en Coulombs) R= U/I R est la résistance électrique (en ohms) U est la différence de potentiel (en volts) I est l intensité du courant (en ampères) P= W/ t P est la puissance électrique (en watts) W est le travail effectué (en joules) t est la variation du temps (en secondes) P= UI P est la puissance électrique (en watts) U est la différence de potentiel (en volts) I est l intensité du courant (en ampères) E= P t E est l énergie électrique (en joules) P est la puissance électrique (en watts) t est la variation du temps (en secondes) 9
Lois de Kirchhoff Première loi Deuxième loi L intensité du courant qui entre dans un élément ou dans un nœud d un circuit électrique est toujours égale à l intensité du courant qui en sort. L énergie totale acquise par les charges à la source d énergie est toujours égale à l énergie totale transférée par ces charges, et ce quel que soit leur parcours dans le circuit. Circuit en série Circuit en parallèle I I T = I 1 = I 2 = I 3 = I T = I 1 + I 2 + I 3 + U U T = U 1 + U 2 + U 3 + U T = U 1 = U 2 = U 3 = R équivalente R T = R 1 + R 2 + R 3 + 1/R T = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + Empreinte écologique Définition: _Estimation de la surface nécessaire permettant à un être humain d avoir toutes les ressources pour répondre à l ensemble de ses besoins et assurer l élimination de ses déchets. Empreinte écologique d une population = Terre et eau occupées par la population + Terre et eau pour produire des biens et services pour la population + Terre et eau utilisées pour éliminer les déchets de la population 10
Génétique Chez les tigres, le gène pour la couleur du pelage peut prendre deux formes : L'allèle dominant pour la couleur rousse et l'allèle récessif pour la couleur blanche. Remplissez le tableau suivant en indiquant les phénotypes, les génotypes et les gamètes possibles pour chaque tigre. phénotype Rousse Rousse Blanc génotype Homozygote Hétérozygote Homozugote PP Pp pp gamète P ou P P ou p p ou p Vocabulaire Terme Gène Allèle Dominant Récessif Phénotype Génotype Homozygote définition Segments d ADN contenant l information pour la fabrication des protéines. Variante possible d un gène. La séquence des nucléotides de deux allèles différents n est pas la même. S exprime lorsque l individu possède deux allèles différents. Ne s exprime pas lorsque les deux allèles sont différents. Façon dont le génotype se manifeste. Il décrit donc l apparence ou l état d un individu pour un ou plusieurs caractères. Patrimoine génétique d un individu. Il décrit l ensemble des allèles d un individu pour certains gènes. Individu qui possède deux allèles identiques pour un caractère donné. Hétérozygote Individu qui possède deux allèles différents pour un caractère donné. 11
Liaisons objets techniques Définition : _Organe qui permet de maintenir ensemble deux pièces dans un même objet. Caractères des liaisons Directe Les pièces tiennent ensemble sans l intermédiaire d un organe de liaison. Rigide Les surfaces des pièces liées ou l organe de liaison sont rigides. Démontable La séparation des pièces n endommage ni leur surface, ni l organe de liaison s il y en a un. Totale Ne permet aucun mouvement indépendant des pièces liées l une par rapport à l autre. Indirecte Les pièces ont besoin d un organe de liaison pour tenir ensemble. Élastique Les surfaces des pièces liées ou l organe de liaison sont déformables. Indémontable La séparation des pièces endommage leur surface ou l organe de liaison. Partielle Permet à au moins une pièce de bouger indépendamment par rapport à l autre. Fonctions de guidage Translation Assure un mouvement de translation rectiligne à une pièce mobile. Rotation Assure un mouvement de rotation à une pièce mobile. *N'oublie pas de mettre les symboles 12