Formules chimiques : lire et écrire une molécule

Le paracétamol, un médicament contre la douleur et la fièvre, a pour formule C₈H₉NO₂. Complète.

1. Une molécule de paracétamol contient atomes d’hydrogène.
   L’indice 9 suit le symbole H : 9 atomes d’hydrogène.
2. Le symbole N n’a pas d’indice : la molécule contient atome d’azote.
   Pas d’indice : 1 atome d’azote.
3. Nombre total d’atomes d’une molécule de paracétamol :
   $8+9+1+2=20$ : 20 atomes.
4. Nombre de sortes d’atomes du paracétamol :
   Quatre symboles différents, C, H, N et O : 4 sortes.

Molécules de la vie courante : compte.

1. Atomes en tout dans une molécule d’ibuprofène, C₁₃H₁₈O₂ :
   $13+18+2=33$ : 33 atomes.
2. Atomes d’azote dans une molécule de théobromine, C₇H₈N₄O₂, une molécule du chocolat :
   L’indice 4 suit le symbole N : 4 atomes d’azote.
3. Atomes d’oxygène dans 5 C₃H₆O₃ (cinq molécules d’acide lactique, celui des yaourts) :
   Chaque molécule en contient 3 : $5\times 3=15$ atomes d’oxygène.
4. Atomes d’hydrogène dans 2 C₁₃H₁₈O₂ :
   $2\times 18=36$ atomes d’hydrogène.

Raisonne avec les formules.

1. CO et CO₂ ne diffèrent que d’un atome d’, mais ce sont deux espèces différentes.
   Un atome d’oxygène de plus : une autre espèce, aux autres propriétés. CO est très toxique.
2. Deux espèces différentes peuvent avoir la même formule : la formule ne dit pas comment les atomes sont .
   La formule compte les atomes ; elle ne dit pas comment ils sont reliés ni disposés dans l’espace.
3. Un mélange contient 3 C₃H₆O₃ et 2 H₂O. Nombre d’atomes d’oxygène en tout :
   $3\times 3+2\times 1=9+2=11$ atomes d’oxygène.
4. Nombre de molécules C₃H₆O₃ qui contiennent en tout 24 atomes de carbone :
   Chaque molécule apporte 3 atomes de carbone : $24÷3=8$ molécules.

Donne le nombre annoncé par chaque préfixe.

1. Le préfixe « mono- » annonce atome.
   mono- = 1 : monoxyde de carbone, CO.
2. Le préfixe « tétra- » annonce atomes.
   tétra- = 4 : tétrachlorure de carbone, CCl₄.
3. Le préfixe « penta- » annonce atomes.
   penta- = 5 : pentachlorure de phosphore, PCl₅.
4. Le préfixe « hexa- » annonce atomes.
   hexa- = 6 : hexafluorure de soufre, SF₆.

Écris la formule de chaque molécule.

1. Monoxyde de carbone :
   Un atome de carbone, un atome d’oxygène : CO, deux majuscules.
2. Ammoniac :
   Nom d’usage à connaître : un azote, trois hydrogènes, NH₃.
3. Trifluorure d’azote, un gaz qui sert à graver les puces en silicium :
   tri- devant fluorure : 3 atomes de fluor ; azote sans préfixe : 1 atome. L’azote, nommé en dernier, s’écrit en premier : NF₃.
4. Tétrafluorure de soufre :
   tétra- : 4 atomes de fluor ; 1 atome de soufre : SF₄.

De la formule au nom, et retour.

1. PF₅ :
   1 atome de phosphore, 5 atomes de fluor : pentafluorure de phosphore.
2. Un élève écrit C₂O pour le dioxyde de carbone. En réalité, le préfixe di- compte les atomes d’.
   di- est placé devant « oxyde » : il compte les atomes d’oxygène. Formule : CO₂.
3. O₂F₂ :
   2 atomes de fluor (di- devant fluorure) et 2 atomes d’oxygène (di- devant oxygène) : difluorure de dioxygène. L’oxygène, nommé en dernier, s’écrit en premier.
4. H₂O₂, le peroxyde d’hydrogène, est la molécule active de l’eau vendue en pharmacie.
   C’est l’eau oxygénée : un nom d’usage, sans préfixe.

Complète avec le code couleur et le vocabulaire des modèles.

1. Dans un modèle moléculaire, une boule rouge représente un atome d’.
   Rouge : oxygène.
2. Une boule bleue représente un atome d’.
   Bleu : azote.
3. Une boule jaune représente un atome de .
   Jaune : soufre.
4. Dans un modèle éclaté, les atomes liés sont reliés par des .
   Les tiges montrent quels atomes sont liés.

Chaque modèle éclaté est décrit par ses boules. Écris la formule.

1. Une boule noire reliée à quatre boules vertes :
   Noir = carbone, vert = chlore : CCl₄, le tétrachlorure de carbone.
2. Une boule jaune reliée à deux boules blanches :
   Jaune = soufre, blanc = hydrogène : H₂S, le sulfure d’hydrogène.
3. Deux boules bleues reliées l’une à l’autre :
   Deux atomes d’azote : N₂, le diazote.
4. Une boule noire entre deux boules jaunes, alignées :
   1 carbone, 2 soufres : CS₂, le disulfure de carbone.

Raisonne sur les modèles.

1. Le modèle aux boules collées, qui montre la place occupée par la molécule, s’appelle le modèle .
   C’est le modèle compact ; l’éclaté montre les tiges.
2. H₂O et CO₂ ont toutes deux 3 atomes ; le modèle montre que la molécule d’eau est , alors que celle de dioxyde de carbone est alignée.
   La molécule d’eau est coudée, en V : la formule ne le dit pas, le modèle le montre.
3. Avec 9 boules blanches et 2 boules bleues, nombre maximal de molécules NH₃ :
   Blanches : $9÷3=3$ ; bleues : $2÷1=2$. Les bleues limitent : 2 molécules.
4. Il reste alors boules blanches.
   2 molécules utilisent $2\times 3=6$ boules blanches : $9-6=3$.

Écris « simple » ou « composé ».

1. Le krypton, un gaz rare fait d’atomes Kr isolés, est un corps pur .
   Une seule sorte d’atome, le krypton : corps pur simple, même sans molécules.
2. L’ammoniac NH₃ est un corps pur .
   Deux sortes d’atomes, azote et hydrogène : corps pur composé.
3. Le difluor F₂ est un corps pur .
   Une seule sorte d’atome, le fluor : simple.
4. Le méthane CH₄ est un corps pur .
   Carbone et hydrogène : composé.

Classe et compte.

1. Le cuivre d’un fil électrique, fait d’atomes Cu, est un corps pur .
   Des atomes d’une seule sorte : corps pur simple.
2. Le paracétamol C₈H₉NO₂ est un corps pur .
   Quatre sortes d’atomes : composé.
3. Nombre de sortes d’atomes dans le dioxyde de soufre SO₂ :
   Soufre et oxygène : 2 sortes, donc corps pur composé.
4. Un corps pur simple dont la molécule contient 3 atomes d’oxygène : formule
   Trois atomes d’oxygène : O₃, l’ozone.

Corps pur ou mélange ? Simple ou composé ?

1. Un flacon contient des molécules CH₄ et NH₃ : c’est un .
   Deux espèces : un mélange, de deux corps purs composés.
2. Un flacon ne contient que des molécules CO₂ : c’est un corps pur .
   Une seule espèce, dont la molécule a deux sortes d’atomes : corps pur composé.
3. Un ballon contient des atomes He et des molécules H₂ : c’est un mélange de deux corps purs .
   Hélium et dihydrogène ont chacun une seule sorte d’atome : deux corps purs simples.
4. Le fullerène C₆₀ est une molécule de 60 atomes de carbone : c’est pourtant un corps pur .
   Une seule sorte d’atome : simple, malgré ses 60 atomes.

Chaque écriture est fausse. Écris la formule correcte.

1. « C1H4 » pour le méthane :
   L’indice 1 ne s’écrit jamais : CH₄.
2. « CO² » pour le dioxyde de carbone :
   L’indice s’écrit en bas à droite : CO₂.
3. « O2S » pour le dioxyde de soufre :
   Ordre d’usage : le soufre, nommé en dernier, s’écrit en premier : SO₂.
4. « N1H3 » pour l’ammoniac :
   Pas d’indice 1 : NH₃.

Coefficient ou indice ?

1. Trois molécules de dioxygène s’écrivent .
   Le coefficient 3 devant la formule : 3 O₂.
2. L’écriture O₆ désigne molécule.
   Pas de coefficient : 1 molécule (de 6 atomes). Trois molécules O₂ s’écrivent 3 O₂.
3. Nombre d’atomes d’azote dans 2 N₂O :
   $2\times 2=4$ atomes d’azote.
4. Un élève écrit C₂O₄ pour deux molécules de dioxyde de carbone. Il fallait écrire .
   Le nombre de molécules se place devant : 2 CO₂.

Majuscules et minuscules : raisonne.

1. « Po » est le symbole d’un seul atome, le polonium ; « PO » réunit les symboles du phosphore et de l’.
   Deux majuscules : deux symboles, P et O (oxygène). Majuscule puis minuscule : un seul symbole, Po.
2. Nombre de symboles dans l’écriture « SCl₂ » :
   Chaque symbole commence par une majuscule : S, puis Cl. 2 symboles.
3. Nombre d’atomes dans une molécule SCl₂ :
   1 atome de soufre et 2 atomes de chlore : $1+2=3$ atomes.
4. « Cs » est le symbole d’un seul atome, le césium ; « CS » réunit les symboles du carbone et du .
   Deux majuscules : deux symboles, C et S (soufre), comme dans CS₂. Une seule majuscule suivie d’une minuscule : un seul symbole.