2 : Atomes, molécules et ions
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Ce chapitre décrit certains des principes chimiques fondamentaux liés à la composition de la matière, y compris ceux qui sont au cœur du concept d'identité moléculaire.
- 2.0 : Prélude aux atomes
- Ce chapitre décrit certains des principes chimiques fondamentaux liés à la composition de la matière, y compris ceux qui sont au cœur du concept d'identité moléculaire.
- 2.1 : Les premières idées de la théorie atomique
- Les anciens Grecs proposaient que la matière se compose de particules extrêmement petites appelées atomes. Dalton a postulé que chaque élément possède un type d'atome caractéristique dont les propriétés diffèrent de celles des atomes de tous les autres éléments, et que les atomes de différents éléments peuvent se combiner dans des rapports fixes, petits et entiers pour former des composés. Les échantillons d'un composé donné ont tous les mêmes proportions élémentaires en masse.
- 2.2 : Évolution de la théorie atomique
- Bien que personne n'ait réellement vu l'intérieur d'un atome, les expériences ont démontré beaucoup de choses sur la structure atomique. Le tube cathodique de Thomson a montré que les atomes contiennent de petites particules chargées négativement appelées électrons. Millikan a découvert qu'il existe une charge électrique fondamentale : la charge d'un électron. L'expérience de Rutherford sur la feuille d'or a montré que les atomes possèdent un petit noyau dense et chargé positivement ; les particules chargées positivement à l'intérieur du noyau sont appelées protons.
- 2.3 : Structure atomique et symbolisme
- Un atome est constitué d'un petit noyau chargé positivement entouré d'électrons. Le noyau contient des protons et des neutrons ; son diamètre est environ 100 000 fois plus petit que celui de l'atome. La masse d'un atome est généralement exprimée en unités de masse atomique (amu), appelées masse atomique. Un amu est défini comme étant exactement\(1/12\) la masse d'un atome de carbone 12 et est égal à 1,6605\(\times\) 10−24 g.
- 2.4 : Formules chimiques
- Une formule moléculaire utilise des symboles chimiques et des indices pour indiquer le nombre exact des différents atomes d'une molécule ou d'un composé. Une formule empirique donne le ratio le plus simple des nombres entiers d'atomes dans un composé. Une formule structurale indique l'arrangement de liaison des atomes dans la molécule. Les modèles à bille et en bâton et les modèles de remplissage d'espace montrent la disposition géométrique des atomes dans une molécule. Les isomères sont des composés ayant la même formule moléculaire mais des arrangements atomiques différents.
- 2.5 : Le tableau périodique
- La découverte de la récurrence périodique de propriétés similaires entre les éléments a conduit à la formulation du tableau périodique, dans lequel les éléments sont disposés par ordre de numéro atomique croissant en lignes appelées périodes et en colonnes appelées groupes. Les éléments du même groupe du tableau périodique ont des propriétés chimiques similaires. Les éléments peuvent être classés en métaux, métalloïdes et non-métaux, ou en tant qu'éléments du groupe principal, métaux de transition et métaux de transition internes.
- 2.6 : Composés moléculaires et ioniques
- Les métaux (en particulier ceux des groupes 1 et 2) ont tendance à perdre le nombre d'électrons qui leur laisserait le même nombre d'électrons que dans le gaz rare précédent dans le tableau périodique. Par ce moyen, un ion chargé positivement est formé. De même, les éléments non métalliques (en particulier ceux des groupes 16 et 17 et, dans une moindre mesure, ceux du groupe 15) peuvent obtenir le nombre d'électrons nécessaires pour fournir aux atomes le même nombre d'électrons que dans le gaz rare suivant du tableau périodique.
- 2.7 : Nomenclature chimique
- Les chimistes utilisent des règles de nomenclature pour nommer clairement les composés. Les composés ioniques et moléculaires sont nommés selon des méthodes quelque peu différentes. Les composés ioniques binaires sont généralement constitués d'un métal et d'un non-métal. Le nom du métal est écrit en premier, suivi du nom du métal non métallique dont la fin est remplacée par —ide. Par exemple, le K2O est appelé oxyde de potassium. Si le métal peut former des ions avec des charges différentes, un chiffre romain entre parenthèses suit le nom du métal pour spécifier sa charge.
- 2.E : Atomes, molécules et ions (exercices)
- Ce sont des exercices de devoirs pour accompagner le Textmap créé pour « Chemistry » par OpenStax. Des banques de questions complémentaires sur la chimie générale peuvent être trouvées pour d'autres Textmaps et peuvent être consultées ici. Outre ces questions accessibles au public, l'accès à la banque de problèmes privés à utiliser pour les examens et les devoirs est réservé aux professeurs sur une base individuelle ; veuillez contacter Delmar Larsen pour obtenir un compte avec autorisation d'accès.
Vignette : Spinning Buckminsterfullerene (\(\ce{C60}\)). (CC BY-SA 3.0 ; non porté ; Sponk).