Représentation des atomes et des molécules - Maxicours

Représentation des atomes et des molécules

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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