Qu'est-ce qu'un atome en chimie 5e ?

Un atome est la plus petite entité chimique d'un élément : il est formé d'un noyau (protons et neutrons) entouré d'électrons. Il est électriquement neutre.

Quelle est la différence entre un atome et une molécule ?

Un atome est une entité unique d'un élément chimique, tandis qu'une molécule est un assemblage d'au moins deux atomes liés chimiquement (exemples : H₂O, CO₂, O₂).

Comment lire une formule chimique comme H₂O ?

Le symbole de chaque élément indique quels atomes sont présents, et l'indice en bas à droite indique combien d'atomes de cet élément il y a dans la molécule. H₂O = 2 atomes d'hydrogène + 1 atome d'oxygène.

Quels atomes compose l'air que nous respirons ?

L'air est principalement composé de diazote (N₂, 78 %) et de dioxygène (O₂, 21 %), ainsi que de faibles quantités d'autres gaz comme l'argon et le dioxyde de carbone.

Collège · 5ᵉ · Chimie

Atomes et molécules

Structure de la matière à l'échelle microscopique

À propos de cette page

Ce cours de chimie en cinquième sur « Atomes et molécules » suit le programme officiel de chimie de cinquième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : La matière est faite de particules, L'atome et son symbole, La taille et la masse d'un atome, Les molécules : des assemblages d'atomes. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de cinquième à réussir en chimie.

La matière est faite de particules

Au collège, on décrit toute la matière — solide, liquide ou gazeuse — avec le modèle particulaire : la matière n'est pas continue, elle est faite de particules minuscules séparées par du vide.

Définition. Une espèce chimique est un ensemble de particules toutes identiques (par exemple l'eau, le dioxygène, le fer). Les deux particules étudiées en 5^e sont l'atome et la molécule.

Exemple. Quand on comprime l'air d'une seringue dont on bouche la sortie, le volume diminue alors qu'aucune particule ne sort : ce sont les espaces vides entre les molécules qui se réduisent.

L'atome et son symbole

Définition. L'atome est la plus petite particule de matière étudiée au collège. Il existe une centaine de sortes d'atomes différentes (on parle d'éléments chimiques), et chacune est désignée par un symbole.

Règle d'écriture. Un symbole s'écrit avec une ou deux lettres : la première est toujours une majuscule, la seconde toujours une minuscule.

Symbole	Nom de l'atome
H	hydrogène
C	carbone
N	azote
O	oxygène
S	soufre
Cl	chlore
Fe	fer
Cu	cuivre
Al	aluminium
Na	sodium

Attention ! Co (une majuscule puis une minuscule) est le symbole de l'atome de cobalt, alors que CO (deux majuscules) est la formule d'une molécule faite d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène : le monoxyde de carbone. Une minuscule changée en majuscule change complètement le sens.

La taille et la masse d'un atome

Un atome est bien trop petit pour être vu, même au microscope optique. On retient deux ordres de grandeur.

À connaître. Le diamètre d'un atome vaut environ $0{,}1$ nm, c'est-à-dire $1 \times 10^{-10}$ m. Sa masse est de l'ordre de $10^{-26}$ kg.

Unité	Symbole	Valeur en mètre
millimètre	mm	$1 \times 10^{-3}$ m
micromètre	µm	$1 \times 10^{-6}$ m
nanomètre	nm	$1 \times 10^{-9}$ m

Exemple. Combien d'atomes faut-il aligner pour couvrir $1$ mm ? $\dfrac{1 \times 10^{-3}}{1 \times 10^{-10}} = 1 \times 10^{7}$ : il en faut dix millions.

Astuce. Retiens la chaîne $1$ nm $= 10^{-3}$ µm $= 10^{-6}$ mm $= 10^{-9}$ m. Pour passer des nm aux m, on divise par $10^{9}$ ; dans l'autre sens, on multiplie.

Les molécules : des assemblages d'atomes

Définition. Une molécule est un groupe d'atomes liés entre eux. Les atomes qui la composent peuvent être identiques (O₂) ou différents (H₂O).

Nom	Formule	Composition
eau	H₂O	2 atomes H + 1 atome O
dioxygène	O₂	2 atomes O
diazote	N₂	2 atomes N
dioxyde de carbone	CO₂	1 atome C + 2 atomes O
méthane	CH₄	1 atome C + 4 atomes H
ammoniac	NH₃	1 atome N + 3 atomes H

Astuce. Le préfixe di- indique deux atomes identiques dans la molécule : dioxygène O₂, diazote N₂, dihydrogène H₂. Ne confonds pas l'atome d'oxygène (O) et la molécule de dioxygène (O₂) : c'est cette dernière que l'on respire.

Lire et écrire une formule de molécule

Règle. Dans une formule, chaque symbole indique une sorte d'atome et l'indice écrit en bas à droite indique combien d'atomes de cette sorte la molécule contient. L'indice $1$ ne s'écrit jamais.

Exemple. Dans C₂H₆O (l'éthanol) : $2$ atomes de carbone, $6$ atomes d'hydrogène et $1$ atome d'oxygène, soit $2+6+1 = 9$ atomes en tout.

Règle. Un nombre écrit devant la formule est un coefficient : il compte les molécules, pas les atomes. Ainsi $3$ H₂O désigne trois molécules d'eau, donc $3 \times 2 = 6$ atomes H et $3 \times 1 = 3$ atomes O.

Attention ! Ne confonds pas l'indice (en bas, dans la formule) et le coefficient (devant, en taille normale). H₂O et 2 H₂O ne décrivent pas la même quantité ; 2 H₂O et H₄O₂ ne décrivent pas la même chose du tout.

Atomes, molécules et états de la matière

Quand l'eau gèle ou bout, ses molécules ne changent pas : elles restent des molécules H₂O. Seule leur organisation change.

État	Organisation des molécules	Conséquence visible
Solide	serrées, rangées, presque immobiles	forme propre, incompressible
Liquide	serrées, en désordre, qui glissent	pas de forme propre, incompressible
Gazeux	très éloignées, en désordre, très agitées	occupe tout le volume, compressible

Vocabulaire exact. Le passage de l'état gazeux à l'état liquide s'appelle la liquéfaction. Le passage de l'état gazeux à l'état solide s'appelle la condensation (ou condensation solide). Le passage du liquide au solide est la solidification, et du solide au liquide la fusion.

Attention ! Un changement d'état est une transformation physique : aucune molécule n'est détruite ni créée. De la glace, de l'eau liquide et de la vapeur d'eau sont un seul et même corps pur.

Méthode : compter les atomes d'un échantillon

Beaucoup d'exercices se résolvent avec la même méthode en trois temps.

Exemple. Combien d'atomes dans $4$ CH₄ ? Carbone : $4 \times 1 = 4$ atomes C. Hydrogène : $4 \times 4 = 16$ atomes H. Total : $4 + 16 = 20$ atomes.

Astuce. Le nombre d'atomes en jeu dans la vie courante est gigantesque : une seule goutte d'eau contient environ $10^{21}$ molécules d'eau, soit mille milliards de milliards. C'est pourquoi on ne compte jamais les particules une à une dans un laboratoire : on pèse.

En bref

La matière est faite de particules séparées par du vide : c'est le modèle particulaire.
L'atome est la plus petite particule étudiée ; son symbole commence par une majuscule, la seconde lettre est une minuscule (Cl, Fe, Cu, Na).
Diamètre d'un atome : environ $0{,}1$ nm $= 1 \times 10^{-10}$ m ; masse de l'ordre de $10^{-26}$ kg.
Une molécule est un assemblage d'atomes liés : H₂O, O₂, CO₂, CH₄, NH₃.
Dans une formule, l'indice compte les atomes d'une sorte ; le coefficient devant compte les molécules.
Lors d'un changement d'état, les molécules ne changent pas : seule leur organisation change.

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