Chimie - chapitre 3 Flashcards
Théorie des quatre éléments
Toute matière serait considérée comme une combinaison de l’un des 4 éléments fondamentaux : eau, air, terre, feu –> constitue la base de l’alchimie (ancêtre de la chimie). En vérité, ces 4 éléments sont constitués d’éléments et il en existe bcp d’autres
(Les alchimistes cherchaient à changer divers métaux en or.)
Définition d’un élément
Substance qui ne comporte qu’un seul type d’atome
Symbole chimique d’un élément
Représenté par 1 ou 2 lettres qui constitue son symbole chimique : H pour hydrogène, Fe pour fer
Les éléments chimiques
Métaux & non-métaux. La plus grande proportion des éléments chimiques sont des métaux.
Isotopes
Atomes plus lourds pcq leur noyau renferme + de neutrons
Classification des éléments de Mendeleïv en tableau périodique
Les éléments chimiques sont classés en fonction du nombre et de la répartition de leurs électrons – permit de clarifier les ressemblances et différences entre certains éléments, puis de diriger les recherches vers la découverte de nouveaux éléments
*** À ce jour, on en connait 103
Les groupes d’éléments
8 : Hydrogène, alcalins, métaux alcalino-terreux, métaux de transition, autres métaux, halogènes, gaz inertes, éléments radioactifs
Alcalins
Sodium (Na) et potassium (K)
Métaux alcalino-terreux
Magnésium (Mg) et calcium (Ca)
Métaux de transition
Titane (Ti), fer (Fe), cuivre (Cu), argent (Ag), or (Au), mercure (Hg)
Les autres métaux
Aluminium (Al), étain (Sn), plomb (Pb)
Les halogènes
Fluor (F), chlore (Cl), iode (I)
Les gaz inertes
Hélium (He) et néon (Ne)
Les éléments radioactifs
Uranium (U) et plutonium (Pu)
Les composés chimiques
Groupes d’atomes liés entre eux, d’un ou de plrs éléments
** Une substance pure est quand-même un composé (ex. eau distillée ou alcool)
La formule chimique
Indique le nbr et la nature des éléments qui se combinent dans un composé
Ex. Oxygène O2, eau H2O, sel de table NaCl, glucose C6H12O6, bicarbonate de sodium NaHCo3
Loi des proportions définies
Les éléments forment des composés dans les proportions précises données par la formule chimique de ce composé
Ex. eau H2O se forme lorsque 2 volumes d’H se combinent avec un volume d’O
Loi des proportions multiples
Certains éléments peuvent se combiner de diverses façons
Ex. H et O peuvent former de l’eau H2O ou du peroxyde d’hydrogène H2O2
Les liaisons chimiques
Malgré la variété de composés, il n’existe que 4 grands types : solides covalents, métaux, composés ioniques, composés moléculaires
Les propriétés des composés peuvent être très différentes de celles des éléments dont ils sont composés
Composés moléculaires
Constitués de molécules, des entités liées entre elles dans lesquelles les atomes forment des liaisons covalentes
Ex. eau, méthane, glucose
Liaisons covalentes
Liaisons dans lesquelles les atomes mettent en commun un ou plrs électrons
Généralement difficile à briser ou demande bcp d’énergie pour séparer ses atomes
Composés ioniques
Constitués d’ions, des entités liées entre elles par des liaisons ioniques
Ex. sel de table ou nitrate d’argent
Ions
Atome ou gr d’atomes qui a une charge électrique positive ou négative, mais n’ayant pas autant de charges positives (protons) et de charges négatives (électrons)
Liaisons ioniques
Liaisons dans lesquelles 1) une de ces entités cède un ou des électrons et devient un ion positif, et 2) l’autre entité gagne un ou des électrons et devient un ion négatif
Se brise facilement dans certaines conditions
Ex. le sel de table dans l’eau sépare ses ions positifs (Na+) et négatifs Cl-)
Solides covalents
Forment un réseau continu dont les atomes sont liés entre eux par des liaisons covalentes
Ex. diamant (composé formé de carbone) ou silice (composé formé de silicium)
Métaux
Forment un réseau continu dont les atomes sont liés entre eux par des liaisons métalliques
Ex. fer ou or
Liaisons métalliques
Liaisons dans lesquelles des électrons peuvent se déplacer facilement d’un atome à un autre
Valence
Indique le pouvoir de combinaison d’un atome avec d’autres atomes pour donner des composés
Ex. carbone est un quadrivalent = peut se lier chimiquement à 4 atomes d’hydrogène
Électronégativité
Indique dans quelle mesure un élément a tendance à attirer des électrons dans une liaison
Il existe des forces attractives de nature électrique entre les molécules comme celle responsable de la tension superficielle de l’eau
Loi d’Avogadro
2 volumes égaux de gaz différents, à la même température et à la même pression, contiennent un nbr identique de molécules
Nombre d’Avogadro
6,023x1023
Tellement grand que presqu’impossible à imaginer
Valeur est de 6,023 x 1023
Pourrait s’écrire avec le chiffre 6 suivi de 23 zéros
Mole
Une qté d’atomes, d’ions ou de molécules égale au nbr d’Avagadro est appelé une mole
Les cristaux
Solides caractérisés par une disposition régulière de leurs constituants
Ex. eau, sel et sucre sont des cristaux
Les systèmes cristallins
Tous cristaux se retrouvent dans l’un des 7 grands types de systèmes cristallins : Ils sont classés selon l’analyse de leur composition chimique et leurs caractéristiques de symétrie.
Ex. de systèmes : système cubique (sel de table), système rhomboédrique (calcite), système orthorhombique (quartz)
Isomorphisme
Propriété des substances de composition chimique analogue d’avoir des cristaux de la même forme
Substance amorphe
Substance qui ne cristallise pas et n’a pas de structure interne régulière
Ex. le verre
Cristaux liquides
Liquides qui possèdent des propriétés analogues à celles des cristaux, ex la façon de réfléchir ou de réfracter la lumière (écran de TV)
Définition d’une réaction chimique
Peut être représentée par une équation chimique – transforme des substances appelées réactifs en d’autres substances appelées produits
Ex. vinaigre et craie réagissent pour former un sel, de l’eau et du gaz carbonique
*** Les réactifs sont souvent des gaz ou subs dissoutes
Principe de la conservation de la masse de Lavoisier
La masse des produits est TJRS égale à la masse des réactifs – une partie des produits de la réaction peut être constituées de gaz et de particules qui s’échappent dans l’air (ex. bois qui brûle)
Réaction chimique réversible
Transformations s’effectuent de façon évidente des réactifs vers les produits et aussi des produits vers les réactifs
*** Même les réactions chimiques qui produisent bcp d’énergie n’en produisent pas assez pour faire disparaitre de la matière
Réaction chimique irréversible
Impossible de revenir en arrière et de passer d’un produit à son réactif
Équilibre chimique
Dans des réactions réversibles, un équilibre s’établit entre la réaction des produits -> réactifs et des réactifs -> produits
Réaction endothermique
Absorbent de la chaleur
Réaction exothermique
Libèrent de la chaleur
Catalyseur
Substance qui favorise ou accélère une réaction chimique, mais la laisse inchangée
Fermentation
Amidon ou sucre se transforment en éthanol, qui est l’alcool de toutes les boissons alcoolisées & en dioxyde de carbone
–> Souvent produite par les levures
Oxydation
Oxygène se combine à la substance
Ex. corrosion ou combustion
Réduction
Réaction inverse à l’oxydation, substance perde de l’oxygène
Ex. minerai de fer, chauffé avec du carbone, perd son oxygène et devient du fer
Hydrolyse
Décomposition chimique d’un corps sous l’action de l’eau
Ex. lors de la digestion, les esters (graisses et huiles) sont décomposés sous l’action de l’eau pour former des acides organiques et des alcools
Estérification
Réaction inverse de l’hydrolyse, formation d’un ester à partir d’un acide organique comme un acide aminé ou un alcool
Pyrolyse
Substance se décompose sous l’action de la chaleur seule
Ex. un four de cuisine à pyrolyse (autonettoyant) peut être porté à une température très haute qui détruit les salissures de cuisson
Le feu
Gaz et particules à haute température
Théorie du phlogistique
Les corps inflammables contiendraient un élément inflammable nommé le phlogistique donc plus la combustion d’un corps serait vive, plus ce corps contiendrait de phlogistique
Rôle de l’oxygène dans le feu
Gaz qui peut se combiner chimiquement avec les corps qui brûlent ou qui s’oxydent
-> Conduit à l’abandon de la théorie du phlogistique
Flamme
Formée de gaz luminescents et de fines particules à haute température produits pendant la combustion de matériaux inflammables
Combustion spontanée
Démarre sans que l’on ait enflammé quoi que ce soit
Explosion
Souvent causée par des combustions très rapides
Extincteur
Étouffe le feu en recouvrant le matériau qui brûle d’une mousse qui bloque le contact avec l’oxygène de l’air
Acide
Composé qui donne des ions d’hydrogène lorsque dissout dans l’eau
Ex. acide chlorhydrique, acide sulfurique, acide nitrique, acide acétique, acide citrique
Base
Composé qui neutralise un acide
Ex. bicarbonate de sodium, hydroxyde de potassium, ammoniac, méthylamine
Échelle pH
Indicateur d’acidité – permet de la mesurer
pH neutre, acide ou basique
- Neutre : eau distillée, pH de 7
- Acide : pH inférieur à 7
- Base : pH supérieur à 7
Électrolytes
Permettent de rendre l’eau conductrice – peut être un sel, une base ou un acide
L’électrochimie
S’intéresse aux liens entre les réactions chimiques et l’électricité
Pile électrique de Volta
Permet de produire du courant grâce à la réaction chimique qui se produit lorsque deux métaux différents (ex. cuivre et zinc), baignent dans une solution acide
Électrolyse
Courant électrique qui permet de décomposer un composé chimique
Pile à combustible
Utilise l’énergie libérée par la réaction chimique entre un combustible (ex. hydrogène, méthane, essence) et l’oxygène pour faire circuler des électrons et produire un courant électrique
La chimie minérale
Étudie les composés dans lesquels les atomes de deux ou plrs éléments sont combinés (sauf le carbone)
Ex. le dioxygène, l’amoniac, le carbonate de calcium, le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, etc.
Radicaux
Atome ou gr d’atome qui est souvent instable, car souvent un ou plrs électrons seuls - cherche la stabilité en se regroupant
Ex. carbonate, sulfate, nitrate
La nomenclature
Noms sont formés à partir des noms des éléments et des radicaux qui se retrouvent dans le composé
Ex. sulfate de cuivre est formé de cuivre et du gr d’atome SO4
Les propriétés physiques et chimiques des composés
Les propriétés d’un composé sont souvent très différentes de celles des éléments dont ils sont formés.
La chimie organique
Étudie les composés à base de carbone (atomes quadrivalents – peuvent se lier à 4 autres atomes et ainsi former de longues chaînes et des anneaux)
Hydrocarbures
Composés organiques uniquement composés de carbone et d’hydrogène.
Ex. méthane, propane
Sucres
Composés organiques de carbone, hydrogène et oxygène
Aka hydrate de carbones – Ex. glucose, lactose
Alcools
Composés organiques de carbone lié à un oxygène, qui est lui-même lié à un hydrogène & au moins un radical organique
Ex. éthanol, méthanol
Esters
Composés organiques issus de la réaction entre un acide carboxylique et un alcool
Ex. graisses et huiles
Acides carboxyliques
Composés organiques de carbone lié à aux moins deux oxygène, dont l’un est lui-même lié à un atome d’hydrogène.
Ex. acide acétique ou citrique
Polymères
Très grosses molécules formées de chaines de molécules simples liées entre elles
Isomères
Composés organiques qui possèdent la même formule chimique, mais présentent des propriétés physiques et chimiques différentes en raison de la façon dont les atomes sont agencés – structure
Ex. éthanol et éther diméthylique ont tous deux 2 atomes de carbone, 6 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène
Molécules chirales
Molécules organiques qui ont la même formule chimique, des structures analogues parfaitement symétriques, mais des propriétés parfois différentes
L’analyse chimique
Permet de déterminer la composition de composés et de mélanges
Analyse qualitative
Permet de déterminer les éléments ou les composés que contiennent une substance ou un mélange
Analyse quantitative
Permet de mesurer la concentration et la quantitié d’une substance présente dans un volume
Chromatographie
Méthode utilisée en analyse qualitative – consiste à faire passer le mélange en phase gazeuse à travers une colonne contenant un matériau absorbant ou à faire passer une solution du mélange dans un papier
La façon dont le liquide monte dans la colonne dépend de sa densité et viscosité
Spectroscopie
Méthode utilisée en analyse quantitative – examine la lumière émise ou absorbée par la substance
La synthèse chimique
Permet de fabriquer des composés chimiques identiques à ceux qu’on retrouve dans la nature
& permet de créer de nouveaux composés
Ex. vitamine C qui a l’état symétrique ne peut être assimilée par l’être humain
Ex. le plastique
Il n’y a aucune différence entre plrs produits naturels et leur équivalent synthétique
Synthèse de l’ammoniac
Permet la fabrication d’engrais
Synthèse de produits dangereux
La synthèse permet de grands progrès, mais peut-être nocif pour la santé, la sécurité, les biens ou l’env
Stéréochimie
Étudie l’arrangement tridimensionnel des atomes dans les molécules - S’intéresse à des composés comme les fullerènes qui comportent un grand nbr d’atomes de carbones disposés en forme de ballon
