Concepts Clés de la Chimie : Lois, Théories Atomiques et Liaisons

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Concepts Fondamentaux de la Chimie

Matière et Lois Fondamentales

  • Élément : Substance pure qui ne peut être rompue par des méthodes chimiques ou physiques.
  • Composé : Substance qui peut être décomposée en éléments chimiques constitutifs par des méthodes chimiques.

Lois de la Chimie

  • Loi de Conservation de la Matière (Lavoisier) : La masse des réactifs est égale à la masse des produits.
  • Loi des Proportions Définies (Proust) : Lorsque deux ou plusieurs éléments se combinent pour former un composé, le rapport des masses est toujours le même.
  • Loi des Proportions Multiples (Dalton) : Lorsque deux ou plusieurs éléments se combinent pour former des composés différents, les masses de l'un d'eux qui se combinent avec une même quantité de l'autre le font toujours à un rapport de nombres entiers simples.
  • Loi de Gay-Lussac : Les volumes des gaz impliqués dans une réaction, mesurés dans les mêmes conditions de pression et de température, sont dans des rapports de nombres entiers simples.
  • Hypothèse d'Avogadro : À pression et température données, un volume donné contient toujours la même quantité de molécules, quelle que soit la nature du gaz.

Théorie Atomique de Dalton

  1. La matière est constituée de particules indivisibles et indestructibles (atomes).
  2. Les atomes d'un même élément sont égaux en masse et en propriétés, et différents de ceux des autres éléments.
  3. Les composés sont formés par l'union des atomes des éléments correspondants.

Concepts Molaires

  • Mole (Mol) : Quantité de substance contenant $6,022 \times 10^{23}$ unités élémentaires (atomes, molécules ou toute autre agglomération).
  • Loi d'Avogadro (Molaire) : Une mole d'un gaz occupe toujours le même volume qu'une mole d'un autre gaz dans les mêmes conditions de pression et de température. Le volume occupé par une mole de n'importe quel gaz aux Conditions Normales de Pression et de Température (CNPT) est de $22,4 \text{ L}$.

L'Atome et ses Constituants

Définition et Particules Subatomiques

  • Atome : Minimum d'une substance qui est constitué de particules plus petites, identique pour tous les éléments chimiques.
  • Proton : Particule positive des noyaux atomiques. Le nombre de protons est le numéro atomique (Z) et coïncide avec le nombre d'électrons.
  • Électron : Particule négative de l'écorce des atomes.
  • Neutron : Particule des noyaux atomiques, sans charge électrique (masse $\approx 1$).
  • Nombre de Masse : Somme des neutrons et des protons.

Modèles Atomiques

  • Modèle de Thomson : Atome en forme de "boule" positive dans laquelle sont noyés les électrons.
  • Modèle de Rutherford : Distingue le noyau (contenant protons et neutrons) et les électrons en orbite autour.
  • Modèle de Bohr : L'énergie est émise ou absorbée par un électron lors du changement d'orbite dans un atome.

Propriétés Atomiques

  • Isotopes : Atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons.
  • Onde Électromagnétique : L'énergie se transmet à la vitesse de la lumière.

Tableau Périodique

  • Les éléments sont triés en ordre croissant selon leur numéro atomique.
  • Il comporte 18 groupes (colonnes) et 7 périodes (lignes).

Règle de l'Octet

Tendance à avoir 8 électrons dans la dernière couche électronique.

Types de Liaisons Chimiques

  • Liaison Ionique : Formation entre un métal et un non-métal (réseau cristallin). Caractéristiques : solide, points de fusion et d'ébullition élevés, dur, soluble dans l'eau.
  • Liaison Covalente : Partage d'électrons entre non-métaux (formée par des molécules). Caractéristiques : points de fusion et d'ébullition plus bas, solubles dans l'eau, mauvais conducteurs.
  • Liaison Métallique : Tous les atomes sont unis, formant un réseau métallique. Caractéristiques : ductile, malléable, bons conducteurs, points de fusion et d'ébullition élevés.

Propriétés des Atomes Liées à l'Électron

  • Affinité Électronique : Variation d'énergie accompagnant l'incorporation d'un électron à un atome à l'état gazeux.
  • Électronégativité : Tendance des atomes à attirer des électrons. Plus l'électronégativité est élevée, plus l'atome est électronégatif. Les moins électronégatifs sont électropositifs.
  • Métallicité : Tendance à perdre des électrons.
  • Énergie d'Ionisation : Énergie nécessaire pour arracher un électron à un atome à l'état gazeux.

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