CHP.1

LES ATOMES, ELEMENTS ET COMPOSÉS

Unité 2

Chapitre I: La théorie atomique: Une explication de la composition et des propriétés de la matière

1-2 L'étude de la matière

La matière

  • La matière est définie comme tout ce qui a une masse et un volume.

  • Elle existe sous trois formes principales : solide, liquide et gaz.

  • La chimie est l’étude de la matière.

Les propriétés physiques

  • Les propriétés physiques sont les caractéristiques observables ou mesurables de la matière.

  • Elles se divisent en deux catégories :

    • Qualitatives : Description sans mesure (ex. couleur).

    • Quantitatives : Mesurables (ex. masse, volume).

  • Référence : Tableau 1.1 p 18.

Propriétés physiques communes (9):

  1. État - solide, liquide ou gaz.

  2. Couleur - la couleur observable.

  3. Malléabilité - capacité d'être plié ou aplati en feuilles.

  4. Texture - forme ou apparence de la surface.

  5. Magnétisme - tendance d'être attiré par un aimant.

  6. Conductivité - capacité de conduire chaleur ou électricité.

  7. Masse volumique - rapport de la masse à son volume.

  8. Point de fusion/congélation - température à laquelle une substance passe de l'état solide à liquide et vice versa.

  9. Point d'ébullition/condensation - température à laquelle un liquide devient gaz et vice versa.

Détails de tableau 1.1 - Propriétés physiques

  • Qualitatives : état, couleur, malléabilité, ductilité, texture, magnétisme.

  • Quantitatives : solubilité, conductivité, viscosité, masse volumique, point de fusion/congélation, point d'ébullition/condensation.

  • Exemples :

    • État : solide, liquide ou gazeux.

    • Couleur : description de la couleur.

    • Malléabilité : capacité d'être formé.

Les propriétés chimiques

  • Les propriétés chimiques déterminent l'utilité d'une substance.

  • Référence : Tableau 1.2 p 19.

Propriétés chimiques communes (3) :

  1. Réactivité - niveau auquel une substance se combine chimiquement avec d'autres.

  2. Combustibilité - capacité d'une substance à brûler (réaction avec l'air/oxygène).

  3. Toxicité - manière dont une substance réagit dans le corps pour produire des substances nocives.

Détails de tableau 1.2 - Propriétés chimiques

  • Réactivité : Combinaison chimique avec d'autres substances.

  • Combustibilité : Réaction au contact de l'air ou de l'oxygène.

  • Toxicité : Production de substances nocives dans le corps.

Premières notions sur la matière

  • Empédocle : Pensait que la matière était faite de quatre éléments : terre, air, eau et feu, dans des proportions variées.

  • Aristote : Accord avec Empédocle.

  • Démocrite : Introduit l'idée que la matière n'est pas indéfiniment divisible et qu'il existe une particule indivisible nommée "atomos".

1-3 La théorie atomique

Théories et lois

  • Décrivent des événements, relations ou modèles observés dans des expériences.

  • Les lois ont confiance et ne changent souvent pas.

  • Les théories cherchent à expliquer des observations.

  • Les scientifiques créent des théories en recherchant des preuves pour convaincre d'autres.

  • Les théories peuvent évoluer avec de nouvelles découvertes/technologies.

John Dalton (1766-1844)

  • Considérait les particules comme des boules uniformes et indivisibles.

  • Proposait que l’atome est la plus petite partie d’un élément.

  • Formulateur de la théorie atomique.

Joseph John Thomson (1856-1940)

  • Créateur du modèle du "pain aux raisins".

  • Énonçait que les atomes sont composés de particules plus petites.

  • Dans son modèle : Les électrons (raisins) sont dispersés dans la matière positive de l’atome (la pâte).

  • Référence : Figure 1.12, p.26.

Ernest Rutherford (1871-1937)

  • Étudiant de Thomson, découvrit le noyau de l’atome.

  • Son modèle est appelé "modèle planétaire".

  • Proposa que l’atome est principalement vide avec un noyau lourd au centre.

  • Les électrons orbitent autour du noyau.

  • Réalisait cela grâce aux nouvelles technologies.

Niels Bohr (1885-1962)

  • Étudiant de Rutherford, étudia les régions entourant le noyau via des expériences sur la lumière émise par des gaz.

  • Découvertes : Les électrons se trouvent dans des niveaux d’énergie (couches).

À l'intérieur de l'atome

  • L'atome est la plus petite particule d'un élément possédant toutes les propriétés de cet élément.

  • Tous les atomes se composent de trois particules subatomiques :

    • Le proton (charge positive).

    • Le neutron (sans charge).

    • L'électron (charge négative).

Exemple - Carbone

  • Électron : Se trouve autour du noyau; charge négative.

  • Proton : Se trouve dans le noyau; charge positive.

  • Neutron : Se trouve dans le noyau; pas de charge.

  • Exemple de carbone : 6 protons et neutrons.

ATOMS, ELEMENTS AND COMPOUNDS
Unit 2
Chapter I: Atomic Theory: An explanation of the composition and properties of matter
1-2 The study of matter

Matter

  • Matter is defined as anything that has mass and volume.

  • It exists in three main forms: solid, liquid, and gas.

  • Chemistry is the study of matter.

Physical properties

  • Physical properties are the observable or measurable characteristics of matter.

  • They are divided into two categories:

    • Qualitative: Description without measurement (e.g., color).

    • Quantitative: Measurable (e.g., mass, volume).

  • Reference: Table 1.1 p 18.

Common physical properties (9):

1. State - solid, liquid, or gas.

2. Color - the observable color.

3. Malleability - ability to be bent or flattened into sheets.

4. Texture - shape or appearance of the surface.

5. Magnetism - tendency to be attracted by a magnet.

6. Conductivity - ability to conduct heat or electricity.

7. Density - ratio of mass to its volume.

8. Melting/Freezing point - temperature at which a substance changes from solid to liquid and vice versa.

9. Boiling/Condensation point - temperature at which a liquid becomes a gas and vice versa.

Details of Table 1.1 - Physical properties

  • Qualitative: state, color, malleability, ductility, texture, magnetism.

  • Quantitative: solubility, conductivity, viscosity, density, melting/freezing point, boiling/condensation point.

  • Examples:

    • State: solid, liquid, or gaseous.

    • Color: description of color.

    • Malleability: ability to be formed.

Chemical properties

  • Chemical properties determine the utility of a substance.

  • Reference: Table 1.2 p 19.

Common chemical properties (3):

1. Reactivity - levels at which a substance chemically combines with others.

2. Combustibility - ability of a substance to burn (reaction with air/oxygen).

3. Toxicity - how a substance reacts in the body to produce harmful substances.

Details of Table 1.2 - Chemical properties

  • Reactivity: Chemical combination with other substances.

  • Combustibility: Reaction in contact with air or oxygen.

  • Toxicity: Production of harmful substances in the body.

Early notions of matter

  • Empedocles: Thought that matter was made of four elements: earth, air, water, and fire, in various proportions.

  • Aristotle: Agreed with Empedocles.

  • Democritus: Introduced the idea that matter is not infinitely divisible and that there exists an indivisible particle called "atomos".

1-3 Atomic theory

Theories and laws

  • Describe events, relationships, or models observed in experiments.

  • Laws are trusted and often do not change.

  • Theories seek to explain observations.

  • Scientists create theories by looking for evidence to convince others.

  • Theories can evolve with new discoveries/technologies.

John Dalton (1766-1844)

  • Considered particles as uniform and indivisible spheres.

  • Proposed that the atom is the smallest part of an element.

  • Formulator of the atomic theory.

Joseph John Thomson (1856-1940)

  • Creator of the "plum pudding" model.

  • Stated that atoms are composed of smaller particles.

  • In his model: Electrons (raisins) are scattered within the positive matter of the atom (the dough).

  • Reference: Figure 1.12, p.26.

Ernest Rutherford (1871-1937)

  • Student of Thomson, discovered the nucleus of the atom.

  • His model is called the "planetary model".

  • Proposed that the atom is mostly empty with a heavy nucleus at the center.

  • Electrons orbit around the nucleus.

  • Achieved this thanks to new technologies.

Niels Bohr (1885-1962)

  • Student of Rutherford, studied the regions surrounding the nucleus through experiments on light emitted by gases.

  • Discoveries: Electrons are found in energy levels (shells).

Inside the atom

  • The atom is the smallest particle of an element possessing all the properties of that element.

  • All atoms consist of three subatomic particles:

    • The proton (positive charge).

    • The neutron (no charge).

    • The electron (negative charge).

Example - Carbon

  • Electron: Found around the nucleus; negative charge.

  • Proton: Found in the nucleus; positive charge.

  • Neutron: Found in the nucleus; no charge.

  • Example of carbon: 6 protons and neutrons.