Atomes et molécules : la matière à l’échelle microscopique

Complète avec le mot qui convient.

1. Les particules de matière sont bien trop petites pour être vues, même au optique.
   Un atome mesure environ 0,1 nm : aucun microscope optique ne peut le montrer.
2. Dans un solide, les particules sont serrées et .
   Serrées et rangées, elles vibrent sur place : le solide garde sa forme.
3. Dans un gaz, les particules sont très les unes des autres.
   Très éloignées, séparées par beaucoup de vide : c’est pourquoi un gaz se comprime.
4. Une espèce chimique, comme l’eau, est faite de particules toutes .
   Toutes les particules d’une même espèce chimique sont identiques.

Un même corps pur est dessiné dans trois états, à l’échelle des particules. Réponds par une lettre, puis par un mot.

1. Dans quel dessin les particules glissent-elles les unes sur les autres ?
   En C, les particules sont serrées mais en désordre : c’est un liquide, elles glissent les unes sur les autres.
2. Dans quel dessin y a-t-il le plus de vide entre les particules ?
   En A, les particules sont très éloignées : c’est un gaz, avec beaucoup de vide.
3. Quel dessin représente un corps qui garde sa forme propre ?
   En B, les particules sont serrées et rangées : c’est un solide, il garde sa forme.
4. Le corps dessiné en C devient celui dessiné en A. Ce changement d’état est une .
   C est liquide, A gazeux : liquide → gaz, c’est une vaporisation.

Explique avec le modèle particulaire : complète.

1. Quand on gonfle un ballon de football, on fait entrer de plus en plus d’air dans le même ballon : les molécules d’air se .
   Le volume du ballon ne change presque pas, mais il contient plus de molécules : elles sont plus rapprochées, le vide entre elles diminue.
2. Dans les freins d’une voiture, un liquide transmet l’appui de la pédale sans se comprimer, car ses molécules sont déjà presque au .
   Dans un liquide, les molécules se touchent presque : il n’y a presque plus de vide à supprimer. Avec de l’air dans le circuit, la pédale s’enfoncerait.
3. On épluche une orange : bientôt, toute la pièce sent l’orange. Les molécules de l’odeur se déplacent dans tous les .
   Les molécules bougent sans arrêt, dans tous les sens, et se répandent entre celles de l’air.
4. Une particule d’eau n’est ni solide ni liquide : c’est l’ des particules qui fait l’état.
   Les particules sont les mêmes dans les trois états : seule leur organisation change.

Écris le nom de l’atome dont on donne le symbole.

1. Fe → atome de
   Fe vient du latin ferrum.
2. Na → atome de
   Na vient du latin natrium : le symbole ne reprend pas le nom français.
3. S → atome de
   Une seule lettre, en majuscule : S, le soufre.
4. Al → atome d’
   Deux lettres : A majuscule, l minuscule.

Écris « atome » ou « molécule ».

1. Cu →
   Un seul symbole (majuscule puis minuscule), sans indice : un atome de cuivre.
2. H₂ →
   L’indice 2 : deux atomes d’hydrogène liés, une molécule de dihydrogène.
3. Ar →
   Un seul symbole : un atome d’argon. L’argon de l’air est fait d’atomes isolés.
4. HCl →
   Deux symboles, H et Cl : un atome d’hydrogène lié à un atome de chlore, une molécule.

Voici quatre particules dessinées en modèles, avec la légende des couleurs.

1. La particule A est une molécule de .
   Deux boules bleues liées : deux atomes d’azote, N₂, le diazote.
2. Quelle particule est un atome isolé ?
   Une seule boule, liée à rien : B, un atome d’hélium.
3. Combien de sortes d’atomes la particule C contient-elle ?
   Une boule jaune (soufre) et deux boules rouges (oxygène) : 2 sortes. C’est SO₂, le dioxyde de soufre.
4. La particule D est une molécule de .
   Deux petites boules blanches liées : deux atomes d’hydrogène, H₂, le dihydrogène.

Compte les atomes demandés.

1. Ammoniac NH₃ : nombre total d’atomes :
   1 atome N + 3 atomes H : $1+3=4$ atomes.
2. Propane C₃H₈ : nombre total d’atomes :
   3 atomes C + 8 atomes H : $3+8=11$ atomes.
3. Dioxyde de soufre SO₂ : nombre d’atomes d’oxygène :
   L’indice 2 suit le symbole O : 2 atomes d’oxygène (et 1 atome de soufre).
4. Glucose C₆H₁₂O₆ : nombre total d’atomes :
   $6+12+6=24$ atomes, de 3 sortes.

Écris la formule de la molécule décrite, symboles dans l’ordre donné.

1. 1 atome de carbone et 1 atome d’oxygène (C, O) :
   CO, le monoxyde de carbone : deux majuscules, deux atomes. Pas d’indice 1.
2. 2 atomes de carbone et 2 atomes d’hydrogène (C, H) :
   C₂H₂, l’acétylène : un indice après chaque symbole.
3. 2 atomes d’hydrogène, 1 atome de soufre et 4 atomes d’oxygène (H, S, O) :
   H₂SO₄, l’acide sulfurique : 7 atomes en tout ; pas d’indice après S.
4. 3 atomes d’oxygène, et rien d’autre :
   O₃, l’ozone : trois atomes d’oxygène liés.

Le nombre écrit devant la formule est un coefficient. Complète.

1. Dans 3 CO₂ : atomes d’oxygène.
   3 molécules × 2 atomes O = 6 atomes d’oxygène.
2. Dans 6 H₂ : atomes d’hydrogène.
   6 molécules × 2 atomes H = 12 atomes d’hydrogène.
3. Dans 2 C₆H₁₂O₆ : atomes en tout.
   Une molécule de glucose contient $6+12+6=24$ atomes : $2\times 24=48$ atomes.
4. Pour avoir 10 atomes d’hydrogène, il faut molécules d’eau H₂O.
   Chaque molécule d’eau apporte 2 atomes H : $10÷2=5$ molécules.

Complète avec le mot qui convient.

1. Pendant un changement d’état, la formule des molécules ne pas.
   Ce sont toujours les mêmes molécules, avec la même formule : la glace, l’eau liquide et la vapeur sont faites de molécules H₂O.
2. Aucune molécule n’est créée ni détruite : la se conserve.
   Même nombre de mêmes molécules : la masse ne change pas.
3. Un changement d’état est une transformation : aucune nouvelle espèce n’apparaît.
   Les molécules ne changent pas : c’est une transformation physique, pas chimique.
4. Pendant la vaporisation, les molécules s’ beaucoup les unes des autres.
   Liquide → gaz : les molécules, serrées, deviennent très éloignées ; le volume augmente beaucoup.

Un corps pur change d’état. On a dessiné ses particules avant et après.

1. Avant, le corps est à l’état .
   Avant, les particules sont très éloignées et en désordre : état gazeux.
2. Après, il est à l’état .
   Après, elles sont serrées mais en désordre, au fond du récipient : état liquide.
3. Ce changement d’état est une .
   Gaz → liquide : c’est une liquéfaction.
4. Il y a 10 particules dans le dessin « avant ». Dans le dessin « après », il y en a .
   Aucune particule n’est créée ni détruite : toujours 10. C’est pourquoi la masse se conserve.

Raisonne, puis complète.

1. Dans un grand bocal bien fermé, une goutte d’eau de 0,05 g s’évapore entièrement : la vapeur d’eau a une masse de g.
   Les mêmes molécules H₂O, aussi nombreuses, sont maintenant éloignées dans tout le bocal : la masse reste 0,05 g.
2. Quand la glace fond, ses molécules quittent leurs rangs et se mettent à les unes sur les autres.
   Dans l’eau liquide, les molécules H₂O sont en désordre et glissent les unes sur les autres : l’eau prend la forme du récipient.
3. Quand la vapeur d’eau se liquéfie, les molécules ne changent pas : leur formule reste .
   Gaz ou liquide, ce sont des molécules H₂O.
4. Pour une même masse d’eau, le volume est de loin le plus grand à l’état .
   À l’état gazeux, les molécules sont très éloignées : la vapeur occupe plus de 1 500 fois plus de place que l’eau liquide.

Écris « corps pur » ou « mélange ».

1. Un fil de cuivre pur, fait seulement d’atomes Cu →
   Une seule sorte de particules, les atomes de cuivre : un corps pur.
2. Un flacon contenant des molécules CO et des molécules H₂ →
   Deux sortes de molécules : un mélange de deux espèces chimiques.
3. Une bouteille ne contenant que des atomes d’argon →
   Une seule sorte de particules, toutes identiques : un corps pur.
4. Un flacon contenant des molécules O₂ et des atomes d’hélium →
   Deux sortes de particules (molécules O₂ et atomes He) : un mélange.

Voici un échantillon dessiné à l’échelle des particules.

1. Nombre d’espèces chimiques :
   Trois sortes de molécules : CO₂, N₂ et H₂O. C’est un mélange de 3 espèces chimiques.
2. Nombre de sortes d’atomes :
   Couleurs : hydrogène, carbone, azote, oxygène : 4 sortes d’atomes.
3. Nombre de molécules d’eau :
   Une boule rouge et deux petites boules blanches : 4 molécules H₂O.
4. Nombre total d’atomes d’oxygène dans le dessin :
   3 molécules CO₂ : $3\times 2=6$ ; 4 molécules H₂O : $4\times 1=4$ ; en tout $6+4=10$.

Dissolution et mélanges : complète.

1. On dissout entièrement 12 g de sel dans 150 g d’eau : la solution obtenue a une masse de g.
   Les particules du sel sont toujours là : $150+12=162$ g.
2. Dans l’eau salée, les particules du sel sont entre les molécules d’eau.
   Les particules du soluté se séparent et se dispersent entre les molécules du solvant : on ne les voit plus.
3. Dans l’eau sucrée, les molécules de sucre et d’eau sont mêlées partout : le mélange est .
   Les particules des deux constituants sont mêlées partout : mélange homogène. On n’y distingue qu’une seule phase.
4. On verse deux liquides dans un tube : leurs particules restent chacune dans leur couche. Le mélange est .
   Chaque sorte de particules reste regroupée : mélange hétérogène (liquides non miscibles).