Chimie S1 : De l'atome à la molécule - Cours PDF
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Université Catholique de Lille
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Summary
Ce cours de chimie S1 couvre les bases de la classification périodique des éléments, de la structure de l'atome et du modèle de la lumière. Il introduit des concepts importants tels que l'atome, l'élément chimique, la classification périodique et la structure électronique des atomes.
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Chimie S1 : de l'atome a la molécule **Chapitre 1 : classification periodique des éléments** - [L'atome et l'élément chimique ] 120 éléments chimique Atome : entité chimique électriquement neutre (permet cohesion du noyau) Structure lacunaire Noyau positif avec une masse // a une voiture si...
Chimie S1 : de l'atome a la molécule **Chapitre 1 : classification periodique des éléments** - [L'atome et l'élément chimique ] 120 éléments chimique Atome : entité chimique électriquement neutre (permet cohesion du noyau) Structure lacunaire Noyau positif avec une masse // a une voiture si taille de balle de ping pong Masse neutron = masse proton avec charge de 1,6x10^-19^ A : nbr nucleons Z : nbr protons soit nbr de charge A -- Z : nbr neutrons Nuage electronique : -e = -1,6x10^-19^C Autant électrons et protons Elément chimique : ensemble des entités chimique ( atomes ou ions monoatomiques) qui possèdent le même numero atomique Z (ou même nbr de protons) Applications : 1. Même élément chimique : variations de neutrons 2. Pas isotopes - [Classification périodique] Corps simple = un seul élément chimique Alcalins en contact de l'eau rend eau basique Alcalino terreux // alcalins Gaz inertes : sont stable naturellement Les autres = pas stables donc deviennent des ions (électricité, solutions ionique) - Evolution de quelques propriétés atomiques energie minimal qu'il faut fournir à l'atome gazaux dans son etat fondamental pour lui arracher un electron energie qu'il faut pour passer d' 1 atome a 1 ion gaz rare = besoin bcp energie **Chapitre 2 : structure electronique de l'atome** I. [modèle de la lumière ] - modèle ondulatoire : lumière -\> vibration qui se propage -\> électromagnétique onde = déformation, vibration ou ébranlement qui se propage grandeurs caractéristique : - longueur d'onde = distance sur laquelle se propage l'onde pendant une durée coincidant a sa période [\$\\lambda = cT = \\frac{c}{v}\$]{.math.inline} - fréquence - période - nombre d'onde ondes mécaniques progressives = besoin milieu materiel pour se propager ondes électromagnétiques = possibilité déplacer dans le vide - modèle corpusculaire : II. [Spectroscopie ] Exciation d'un echantillon de matiere (chauffage par exemple) -\> emission d'un rayonnement electromagnetique -\> système dispersif -\> spectre d'emission - Spectre a raies absorption (raie noir) - Spectre a raies d'emission (raie coloré) - Spectre continu III. [Spectre d'émission de l'atome d'hydrogène ] - Obtention du spectre : Decharge elctrique -\> dissociation des molecules hydrogenes dans des états énergique excités Retour des atomes hydrogenes dans des états excités vers des états energie inferieures accompagné de l'emission de rayonnements electromagnetiques - Spectre emission dans le vivsible Une image contenant capture d'écran, texte, horloge Description générée automatiquement![Une image contenant texte, capture d'écran, Police, blanc Description générée automatiquement](media/image2.png) J.J.Balmer (1865) : relation lineaire entre nombre d'onde de ces raies et 1/n^2^ avec n=3,4,5 et 6 J.Rydberg : [\$\\frac{1}{\\lambda} = R\_{h}\\left( \\frac{1}{n\_{1}\^{2}} - \\frac{1}{n\_{2}\^{2}} \\right)\$]{.math.inline} avec n1 = 2 et N2=3,4,5 ou 6 et Rh= 1,097xe7 - Autres raies du spectre d'emission En dehors du domaine du visible, avec expension de la formule Une image contenant texte, Police, capture d'écran, nombre Description générée automatiquement ![](media/image4.png)Classement des raies selon nf : *. n~f~* = 1 Série de Lyman. *n~f~* = 2 Série de Balmer *. n~f~* = 3 Série de Paschen *. n~f~* = 4 Série de Brackett. *n~f~* = 5 Série de Pfund Dans chaque serie, raies de moins en moins intenses et de plus en plus rapproché si λ augmente Raie + grande longueur d'onde, λmax = raie de tete Raie + faible longueur d'onde, λmin = raie limite Une image contenant texte, Police, capture d'écran, nombre Description générée automatiquement - Application ![Une image contenant texte, Police, capture d'écran Description générée automatiquement](media/image6.png) IV. [Interprétation du spectre d'émission de l'hydrogène ] - Theorie de bohr : modele de l'atome Inspiré mecanique classique Ajout de 2 contraintes de quantification - Electron décrit des orbites circulaires de rayons bien définis autour du noyau Electron est sur ces orbites = ni absobe ni émet de l'energie - Electron rayonne ou absorbe de l'energie que si changement d'orbite Energie En du niveau n\>0 est égale à Une image contenant texte, Police, capture d'écran, nombre Description générée automatiquement En de l'orbite dépend de n et ne peut prendre que des valeurs particulières (discretes) = energie quantifié ![Une image contenant texte, capture d'écran, Police, nombre Description générée automatiquement](media/image9.png) Une image contenant texte, écriture manuscrite, Police, nombre Description générée automatiquement - Modèle de Bohr, série et formule de Rydberg ![Une image contenant texte, capture d'écran, Police, nombre Description générée automatiquement](media/image11.png) Une image contenant texte, écriture manuscrite, Police, encre Description générée automatiquement - Energie d'ionisation de l'atome d'hydrogene Abus de langage : energie de 1^e^ ionisation = energie ionisation car H a 1 seul electron \ [*H*~(*g*)~ = *H*~(*g*)~^+^ + 𝕖^−^]{.math.display}\ Atome hydrogene doit être a l'etat gazuex et dans son etat fondamental Energie nécessaire pour amener electron de n=1 vers n=∞ ![Une image contenant texte, Police, capture d'écran, blanc Description générée automatiquement](media/image13.png) Une image contenant texte, écriture manuscrite, Police, ligne Description générée automatiquement - Ions hydrogenoide Entité chimique ne possédant qu'& electron![Une image contenant texte, Police, capture d'écran, blanc Description générée automatiquement](media/image15.png)