Chimie : Examen Janvier 2025 PDF

**[Chimie : examen janvier 2025 ]** - CHAPITRE 1 : INTRODUCTION - La chimie n\'étudie pas les objets mais les matières ou corps dont sont formés les objets. - Les atomes sont tous composés des mêmes trois particules subatomiques : **protons, électrons et neutrons**. - la chimie d...

**[Chimie : examen janvier 2025 ]** - CHAPITRE 1 : INTRODUCTION - La chimie n\'étudie pas les objets mais les matières ou corps dont sont formés les objets. - Les atomes sont tous composés des mêmes trois particules subatomiques : **protons, électrons et neutrons**. - la chimie dans les niveaux d\'organisation de la matière vivante : particules subatomiques -\> atomes -\> molécules -\> organites subcellulaires -\> cellules -\> tissus -\> organes -\> systèmes -\> organismes -\> populations. - 11 éléments représentent plus de 99,5 % de la masse du corps humain et moins de 60 % de la masse de la croûte terrestre : - **Oxygène (O)** - **Carbone (C)** - **Hydrogène (H)** - **Azote (N)** - **Calcium (Ca)** - **Phosphore (P)** - **Potassium (K)** - **Soufre (S)** - **Sodium (Na)** - **Chlore (CI)** - **Magnésium (Mg)** - CHAPITRE 2 : NOTIONS PRELIMINAIRES : MATIERE ET ENERGIE - toute matière tend à évoluer vers un équilibre, c\'est-à-dire vers un état où elle n\'évolue plus spontanément. - **Les êtres vivants**, en utilisant de l\'énergie solaire captée par la photosynthèse, peuvent effectuer des réactions chimiques qui **transforment des substances stables en substances moins stables**. Ces substances tendent à réagir avec l\'oxygène atmosphérique, entraînant des phénomènes de combustion ou d\'oxydation. - les cellules des êtres vivants, y compris les cellules humaines abritent en permanence des milliers de réactions chimiques différentes. [2.2. De la matière macroscopique à ses constituants élémentaires] - un objet matériel est un objet qui a une masse c\'est-à-dire une inertie ou résistance à toute variation de vitesse ou de direction de mouvement - mélanges **hétérogène** = les composant peuvent être décomposer facilement - mélanges **homogènes** = les constituants ne peuvent pas être séparés facilement parce qu\'ils sont beaucoup plus petits que dans un mélange hétérogène (-1nm). - mélange **colloïdal** = il est situé entre le mélange homogène et le mélange hétérogène , ses particules de soluté ont un diamètre compris entre 1 et 100 nm. - Ce mélange a une importance biologique très grande car les protéines qui sont les molécules biologiques les plus importantes ont un diamètre de cet ordre et dès lors pratiquement toutes les solutions de notre corps sont colloïdales. Ex 1  : l\'eau de mer contenant du sable. Sans être chimistes, nous observons que cette matière est un \"mélange hétérogène\", parce que les particules de sable se distinguent à l\'œil nu. Ex 2 : L'eau de mer filtrée est encore un mélange parce que nous pouvons la fractionner en au moins deux matières différentes. C'est un « mélange homogène » ou solution parce que les particules de matière qui la constituent ont un diamètre inférieur à 1 nm. - Dans une solution on distingue toujours : - une substance plus abondante : solvant (généralement l\'eau) - des autres substances : solutés - Une **substance** = matière qui ne peut pas être décomposée physiquement en plusieurs matières différentes. La décomposition d\'une substance constitue inévitablement une transformation de matière, c\'est-à-dire une réaction chimique. - **substances simple** = substances qui ne peuvent pas être décomposés chimiquement en d\'autres substances Les substances simples sont, par définition, constituées d\'un seul élément, par exemple hydrogène (H), oxygène (O), sodium (Na), chlore (Cl). Mais un même élément peut donner lieu à des substances simples différentes (appelées formes \"allotropiques\") - **substances composée** = substances qui peuvent être décomposés chimiquement en d\'autres substances - Un **corp pur** = substance composée d\'un seul type de molécule ou d\'atome, sans impuretés ni mélanges avec d\'autres substances. Ex : l\'eau distillée est un corps pur car elle ne contient que des molécules d\'eau (H₂O). - Un atome est défini comme étant la plus petite particule d\'un élément et une molécule comme la plus petite particule d\'une substance. - Attraction électrostatique - Attraction électroniques - Liaisons hydrogène Quand plusieurs états sont présents et clairement séparés =\> phases **Ex** : dans les poumons -\> sang = phase liquide ; air alvéolaire = phase gazeuse [2.4 Symboles et formules chimiques ] \- Chaque élément est représenté par un symbole officiel. \- Une molécules est composé de plusieurs atomes. Une substance va être représenté par des élément qui la compose et d'un indice indiquant le nombre d'atomes de cet élément présent dans la substances. **ex :** H 2 O = 2 x H et 1 x O [2.5 l'énergie ] - Energie = capacité de fournir un travail. - Energie potentielle se transforme en énergie en fonction de ce qu'on a besoin 1. **Energie mécanique** : effort musculaire, déploiement d'une force sur une certaine distance. 2. **Energie thermique** : température = grandeur qui traduit l'agitation des molécules dans une matière (Celsius , kelvin). L'Energie thermique est nécessaire à l'agitation des molécules. L'Energie s'exprime en joule et l'unité alternative = calorie. 3. **Energie électromagnétique** : longueur d'onde, fréquence (nombre d'oscillation que l'on va avoir en 1sec). C = vitesse. Indispensable à notre survie 4. **L'énergie électrique** : réaction d'oxydo-rédution. ATP = monnaie énergétique,. Fondamentale pour le vivant et intervient sous forme de réaction d'oxydo-réduction dans la photosynthèse et dans la phosphorylation oxydative qui produit l'ATP grâce aux mitochondries et est indispensable pour nous. 5. **Energie chimique** : alimentation et respiration. - CHAPITRE 3 :ATOMES ET MOLECULES :APPROCHE QUANTITATIVE 1. [La théorie atomique :] - **élément** = une substance qui ne peut être décomposée, en deux ou plusieurs autres substances. - la matière est formée de particules qui ne peuvent : être créées, détruites, décomposées = les insécables ou atomes. - **loi de conservation de la masse** : dans une réaction chimiques : masses des réactifs = masse des produits. - Dans le système international, depuis 2019 : 1 u = 1 unité de masse atomique unifiée (1,66 x 10\^27) - 1 mole = NA molécules NA = nombre d'Avogadro 2. [Les gaz parfaits :] - Pression = force par unité de surface. - Pression atmosphérique : force de la pesanteur (poids) par unité de surface. - Force = masse \* accélération - Accélération = g - Masse de l'air atmosphérique - **La moles** = nombre de quantité élémentaire qui correspond au nombre d'indice a = nombre d'Avogadro. R=constante des gaz parfaits (8,31J.K\^-1.mol \^-1) **! ATTENTION aux unités !** 3. [Quantités de concentrations :] - Quantité : n moles de substance - Concentration : quantité ramener à un volume -\> généralement exprimée en moles par litre = Molaire = M. Pression totale d'un mélange gazeux (conditions parfaites) = somme des pressions partielles de chacun des gaz. 1 ATM = 760 mm Hg - Les molécules de gaz vont se dissoudre dans les solutions aqueuse. **Loi d'électroneutralité** : dans toute solution : somme (équivalents positifs) = somme (équivalents négatifs) - il y a une proportionnalité direct entre pression par elle et gaz dissous. - Chapitre 4 : propriétés des éléments -\> classification, structure des atomes : 1. [Propriétés des éléments :] - La comparaison des éléments permet leur regroupement : [les métaux vs les non-métaux] [leur masse atomique] [leur valence] : nombre de liaisons qu'un atome d'un élément forme (le plus souvent) avec d'autres atomes  [Leur électronégativité] : tendance d'un atome d'un élément à attirer un électron, dans une molécule - L'électronégativité augmente de la gauche vers la droite (pour les 7 premiers éléments de la troisième période) et augmente de bas en haut. - Gaz monoatomiques (pas très coopéra f). - Très peu réactionnels - Aucun composé naturel avec d'autres éléments - Hélium : utilisé en plongée = remplace les 80% d'azote car il est moins soluble dans le sang. - très réactionnels : pas en substances simples dans la nature - Sous forme d'ions positifs (cation) monovalents - Na+ : principal ca on dans le plasma et liquide extracellulaire (140 Mm mais 40 mM dans les cellules) - K+ : principal ca on intracellulaire (110Mm mais 4mM dans le plasma). - Cruciaux pour influx nerveux et contraction musculaire. Alcalino-terreux : - - Présents dans le corps sous forme de ca ons divalents Mg++, Ca++ Ca++ : composant essentiel de l'os, crucial pour la contraction musculaire. - présents dans le corps sous forme de cations divalents Mg - Ca ++ = composant essentiel de l'os = crucial pour la contraction musculaire - Très réactionnels : pas en substances simples dans la nature. - Sous formes d'ions négatifs (anions) monovalents. - Si substances simples -\> diatomiques (F2, Cl2...). - Chlorure : Cl- =principal anion de l'organisme. Fluorure : F-= prévient les caries dentaires mais nocif en excès. - Iodure : I- = nécessaire à la formations des hormones thyroïdiennes. - N'appartient à aucune famille - Forme des cations H+ monovalents appelés protons - Conditionne acidité d'une solutions H dans PH - **Connaitre les symboles ,le nom, la famille, la position, la flèche d'électronégativités et le numéro atomique pour les 20premiers atomes** NaOH et KOH (alcalins) = base fortes 2HF et 2HCl (halogènes) = acide forts **moyen mnémotechniques pour retenir les 20 premiers éléments :** **1ère : H- He : facile** **2ème : Lise Becta Bien Chez Notre Oncle Ferdinand Nestor** **3ème : Napoléon Mangea Allègrement Six Poulets Sans Claquer d\'Argent** **4ème : K Ca: sans commentaire !** **Alternativement : 2ème : LiBerté de Boire Car Nous On Foire Nos examens** 2. [structure des atomes ] - **Conducteurs** : corps permettant un bon passage de l'électricité (métaux). - **Isolants** = corps ne laissant pas passer l'électricité (verre, ambre). Pour attirer ou reculer un objets il faut des forces, forces d'attraction si la charges est à l'opposées et à l'inverse force de répulsion si la charge est du même signe. [Loi de Coulomb] : force directement proportionnel aux deux charges. F = K\*q1\*q2/r². La Forces de répulsion/d'attraction on est proportionnelle à : - La Charge q1. - La Charge q2. - L'inverse du carré de la distance. [Modèle de Thomson (1904)] : un atomes c'est une sphère ou se trouve des molécules qui forme des charges négative (électron). [Expérience de Rutherford :] bombardement d'une feuille métallique par des particules alpha. La plupart des particule alpha traverse la feuille mais une partie est déviée. [Modèle de Rutherford (1911) :] Il y a un noyaux central positif et des électrons négatifs gravitent autour [Le noyaux atomique : ] - Noyau : une toute petite fraction du volume atomique mais est extrêmement dense. - La densité des noyaux atomiques = 100millions de tonnes / cm³ Noyau = protons + neutrons. - Proton : charge positive égale en valeur absolue à celle de l'électron - Neutron : charge nulle, masse équivalente à celle du proton, de l'ordre d'un dalton.