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Représentation des atomes et des molécules

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Objectif

La matière qui nous entoure est constituée d'atomes. Souvent, ils se regroupent pour former des molécules. Pour décrire la constitution de la matière, il faut savoir représenter et modéliser les atomes et les molécules.
Quelles sont les conventions à suivre pour les représenter et les modéliser ?

1. Les symboles atomiques

Chaque sorte d'atome est représentée par un symbole atomique.

a. Écriture d'un symbole atomique

Un symbole atomique est constitué soit :

d'une lettre majuscule (exemple : C ; F ; H) ;
d'une lettre majuscule suivie d'une lettre minuscule (exemple : Fe ou Cl).

b. Les principaux symbole atomiques

Les symboles atomiques suivants sont fréquemment utilisés à partir de la quatrième et sont donc à connaitre par cœur :

Nom de l'atome	Symbole de l'atome
Carbone	C
Hydrogène	H
Oxygène	O
Azote	N

c. Origine des symboles atomiques

La lettre majuscule utilisée comme symbole correspond souvent à la première lettre de l'atome.

Exemple : C pour Carbone

Parfois la lettre majuscule diffère de la première lettre du nom français et trouve son origine dans une autre langue.

Exemple : L'azote a pour symbole N car son nom latin est nitrogenium.

2. Les formules des molécules

Lorsque plusieurs atomes s'associent, ils forment une molécule.

Une formule chimique reflète la composition atomique d'une molécule : elle doit permettre de savoir quelles sortes d'atomes sont présents dans la molécule et en quelle quantité.

a. Écriture d'une formule chimique

Une formule chimique est écrite :

à partir du symbole de chaque sorte d'atome présent dans la molécule ;
en ajoutant un indice. C'est un nombre noté en bas, à droite d'un symbole atomique, indiquant le nombre de chaque sorte d'atome.

b. Exemple de la molécule d'eau

La molécule d'eau est constituée de deux atomes d'hydrogène (symbole H) et d'un atome d'oxygène (symbole O)

La formule chimique de l'eau est donc H₂O.

H est suivi de l'indice 2 donc chaque molécule d'eau comporte deux atomes d'hydrogène.

O n'est suivi d'aucun indice donc chaque molécule d'eau ne comporte qu'un atome d'oxygène.

c. Les principales formules chimiques

Les formules chimiques suivantes sont les plus fréquemment utilisées en classe de quatrième et sont donc à connaitre par cœur.

Nom de la molécule	Formule Chimique	Composition
Dioxygène	O₂	2 atomes d'oxygène
Eau	H₂O	2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène
Dioxyde de carbone	CO₂	1 atome de carbone et 2 atomes d'oxygène
Monoxyde de carbone	CO	1 atome de carbone et 1 atome d'oxygène
Méthane	CH₄	1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène
Butane	C₄H₁₀	4 atomes de carbone et 10 atomes d'hydrogène

Remarque :
Le nom d'une molécule permet parfois de connaitre sa composition et donc de déterminer sa formule chimique.

Exemple : La molécule de dioxygène.
Le préfixe "di" signifie deux. Une molécule de dioxygène est donc composée de deux atomes d'oxygène et sa formule est O₂.

3. Les modèles atomiques

Les atomes sont modélisés par des boules de tailles et de couleurs différentes :

Nom	Hydrogène	Carbone	Oxygène	Azote
Modèle atomique

4. Les modèles moléculaires

Les molécules étant des regroupements d'atomes, elles peuvent être modélisées en associant des modèle atomiques.

Exemples :

• La molécule de dioxygène (O₂) : elle est constituée de deux atomes d'oxygène (dont le modèle est une boule rouge). Le modèle moléculaire du dioxygène est une association de deux boules rouges :

• La molécule d'eau (H₂O) : elle est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Le modèle moléculaire de l'eau est donc une association de boules blanches et d'une boule rouge :

• Modèle moléculaires des principales molécules :

Nom	Formule	Modèle moléculaire
Dioxygène	O₂
Eau	H₂O
Dioxyde de carbone	CO₂
Monoxyde de carbone	CO
Méthane	CH₄
Butane	C₄H₁₀

Illustration animée : le méthane CH₄

Illustration animée : l'eau H₂0

L'essentiel

Chaque sorte d'atome est représentée par un symbole atomique.

Un symbole atomique est constitué soit d'une lettre majuscule soit d'une lettre majuscule suivie d'une lettre minuscule.

Principaux symboles atomiques :

Carbone : C ; Hydrogène : H ; Oxygène : O ; Azote : N

Lorsque plusieurs atomes s'associent, ils forment une molécule.
Une formule chimique reflète la composition atomique d'une molécule.

Formule chimique des principales molécules :

Dioxygène : O₂ ; Eau : H₂O ; Dioxyde de carbone : CO₂ ;
Monoxyde de carbone : CO ; Méthane : CH₄

Les atomes sont modélisés par des boules de tailles et de couleurs différentes.

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