Entrée en TS Stage Pré-rentrée FIDES 2017 CHIMIE A) ECHELLE MICROSCOPIQUE : on considère UNE entité 1. L'atome : élément chimique et numéro atomique Z le noyau et sa notation A Z X, isotopes le nuage électronique et sa formule K(...)L(...)M( ) etc classification périodique, familles chimiques en particulier celle des gaz rares 2. L'ion : cation et anion prévision de la charge à partir de la règle de l'octet 3. La molécule : doublet liant et doublet non liant ( règle de l'octet et du duet ) formule brute, formule développée et semi- développée, topologique, isomères formule de Lewis et géométrie de quelques molécules les alcanes ( chaines carbonées linéaires, ramifiées ) isomérie Z et E reconnaissance de groupes en chimie organique : alcools ( 3 classes), aldéhydes, cétones, amines ( 3 classes), acides carboxyliques, composés halogénés B) ECHELLE MACROSCOPIQUE : on considère UN ENSEMBLE d'entités 1. La MOLE, nombre d'avogadro 2. Masses molaires notée M (.) =. en g.mol -1 3. Volume molaire réservé à l'état gazeux noté V mol = 24 L.mol -1 pour n'importe quel gaz 4. Quantité de matière notée n (..) =.. en mol qui peut se calculer soit à partir d'une masse m ( ), soit un volume de gaz v(...) 5. Trois états physiques, notation d'un composé ionique solide ( formule statistique ) 6. Les solutions ( soluté, solvant, dissolution ) Electronégativité, liaison polarisée, solvant polaire équation de dissolution d'un solide ionique concentration de la solution en soluté «A» apporté : C(A) concentration effective d'une espèce «A» : [ A ] concentration massique d'une espèce «A» : C m (A) préparation d'une solution «mère» et d'une solution «fille» DOSAGE par spectrophotométrie : loi de BeerLambert extraction d'une espèce, hydrodistillation chromatographie ( CCM) 1
7. Transformation chimique et sa modélisation Etat initial et état final, réactifs et produits équation de réaction ajustée, coefficients stoechiométriques tableau d'avancement réactif limitant couples redox et réaction d'oxydo-réduction, piles équations de combustion synthèse d'une espèce chimique, rendement PHYSIQUE A) COHESION de la MATIERE : interactions fondamentales 4. interaction forte et faible 5. interaction électromagnétique 6. interaction gravitationnelle B ) CHAMPS et FORCES champ électrostatique champ de pesanteur local loi de la gravitation et champ de gravitation lien entre champ de gravitation et champ de pesanteur C) FORMES et PRINCIPE de CONSERVATION de l'energie énergie cinétique énergie potentielle de pesanteur conservation ou non de l'énergie mécanique frottements, transferts thermiques, dissipation d'énergie formes d'énergie ( mécanique, thermique, électrique, lumineuse, chimique, magnétique, nucléaire ) différence entre puissance et énergie D) LUMIERE et MATIERE émission de lumière par un corps chauffé : loi de WIEN interaction lumière et matière : le photon ( émission et absorption) 2
DIFFERENCE entre les MATHS et les SCIENCES PHYSIQUES Maths x y = f(x) x : antécédent y : image de x y= a x application affine : y proportionnel à x d'où = a = constante de proportionnalité représentation graphique : à chaque couple de valeurs (x, y) Y 12 correspond un point exact appartenant à une courbe qui est 10 une droite passant par l'origine 8 ex : x 0 1 2 3 4 5 6 4 y 0 2 4 6 8 10 2 X, y, a n'ont pas d'unité en maths chaque point est exact, la droite passe par chaque point ici équation de la droite y = 2 x 0 0 1 2 3 4 5 Sciences Physiques en sciences on fait des mesures qui sont donc «entachées» d'une certaine incertitude liées en général à la précision de l'appareil et de l'habileté de l'opérateur. On dresse un tableau de résultats et on essaie de trouver un «modèle mathématique» qui traduit alors «une loi physique» d'où une formule. X exemple : quand une «résistance» est traversée par un courant d'intensité I ( en Ampères ), il existe entre ses bornes une tension U ( en Volts) résultats de mesures I(A) 0 1 2 3 4 5 U(V) 0 1,6 4,3 6,5 8 9,6 Représentation graphique Modélisation :on cherche donc la courbe qui passe par le maximum de points ( courbe de tendance ou modèle mathématique ), dont l'équation traduira une loi physique : ici U = R I de la forme y = a x U joue le rôle de y I joue le rôle de x R joue le rôle de a R est un coefficient de proportionnalité qui s 'appelle Résistance et possède une unité l'» OHM» de symbole ici équation U = 2 I d'où R=2 3
Ecriture d'une grandeur en général : «Symbole de la grandeur» = «sa mesure ou sa valeur» suivi de «symbole de l'unité» exemple pour une longueur de quatre virgule cinq centimètres : L = 4,5 cm tableau de puissance de dix et préfixes NOM Giga Mega Kilo hecto déca déci Centi milli micro nano symbole G M k h da d c m µ n Puissance de 10 10 9 10 6 10 3 10 2 10 1 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 Des symboles de quelques grandeur et des symboles d'unités SI Nom de la Grandeur Symboles possibles Nom de l'unité Son symbole Longueur, distance L, h, a, b, d, D mètre m Surface, aire A, S mètre carré m 2 Volume, capacité V, v mètre cube m 3 Durée, temps T, t, D, Δt Seconde s masse M, m Kilogramme kg Poids, force P,F,T,R N Newton N Puissance P Watt W Energie W,E Joule J Pression P Pascal Pa vitesse V, v mètre par seconde m.s -1 Masse volumique, µ kilogramme par mètre cube kg.m -3 Quantité de matière n(...) mole mol Masses molaires M(...) Gramme par mole g.mol -1 température T kelvin K Attention aux écritures Mm # mm m.s # ms # m.s -1 K. W # kw g.l -1 se lit «gramme PAR litre» et g.l se lit «gramme litre» minute se note : min 1h= 60 min 1 min= 60 s 1L = 1 dm³ et 1 ml= 1 cm 3 4
Notation scientifique et chiffres significatifs nombre entier ou nombre décimal écrit sous le forme :, x 10 le représente un chiffre de 1 à 9 et l'exposant de la puissance est un entier positif ou négatif de 1 à 9. exemples 204578 = 2,04578 x 10 5 avec 6 chiffres significatifs ordre de grandeur:puissance de 204578 = 2,0458 x 10 5 avec 5 chiffres significatifs 10 la plus proche 204578 = 2,046x 10 5 avec 4 chiffres significatifs ici 204578 ~ 10 5 204578 = 2,05 x 10 5 avec 3 chiffres significatifs mais 704578 ~ 10 6 204578 = 2,0 x 10 5 avec 2 chiffres significatifs 204578 = 2 x 10 5 avec 1 chiffre significatif 0,008026 = 8,026 x 10-3 avec 4 chiffres significatifs ordre de grandeur 0,008026 = 8,03 x 10-3 avec 3 chiffres significatifs 0,008026 ~ 10-2 0,008026 = 8,0 x 10-3 avec 2 chiffres significatifs 0,008026 = 8x 10-3 avec 1 chiffre significatif Réviser les opérations sur les puissances de 10 10 a x 10 b = 10 (a+b) 10 a / 10 b = 10 (a-b) car 1/ 10 b = 10 -b (10 a ) b = 10 ab il faut savoir faire des conversion avec les unités 1 cm 3 = ( 10-2 m) 3 = 10-6 m³ 4,5 km 2 = 4,5 x (10 3 m) 2 = 4,5x 10 6 m 2 0,056 g. cm -3 = 5,6x10-2 x(10-3 kg)x(10-2 m) -3 = 5,6x10-2 x 10-3 x10 6 kg.m -3 = 5,6x10 1 kg.m -3 Des unités permettent de retrouver des formules vitesse en m.s -1 «cache» la formule V = masse volumique en kg.m -3 «cache» la formule = masse molaire en g.mol -1 «cache» la formule M( ) = 5