1.1 Modéliser la matière et classer les substances · Sciences

1.1

Modéliser la matière et classer les substances

1.1 · La matière

Modéliser la matière et classer les substances

À la fin de cette section :

Je peux expliquer que toute la matière est faite d’atomes
Je peux classer la matière en mélanges, composés et éléments

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Les notes, l’idée clé et les mots à connaître

Fiches d’exercices Worksheet A: Sorting substances Worksheet B: States of matter

La matière, c’est ce dont tout est fait. On la définit comme tout ce qui a une masse et un volume. Toute la matière est, en fin de compte, construite à partir d’atomes. Pour expliquer son comportement, les scientifiques utilisent le modèle particulaire : la matière est faite de minuscules particules toujours en mouvement, avec des forces d’attraction entre elles. La quantité d’énergie de ces particules détermine l’état : solide, liquide ou gazeux.

Particules et chauffageUn curseur · les particules restent les mêmes

Solide : positions fixes, particules serrées
Liquide : particules proches, qui peuvent bouger
Gaz : particules éloignées, rapides

Température FroidChaud

Fais glisser la température pour chauffer ou refroidir les particules.

Les particules ne changent pas : seules leur disposition et leur mouvement changent.

Un modèle : la vraie matière contient bien plus de particules.

On classe aussi la matière selon ce dont ses particules sont faites. Trois catégories couvrent tout :

Éléments : faits d’un seul type d’atome. Certains sont simples : des atomes seuls, comme l’hélium (He) ou l’or (Au). D’autres sont moléculaires : les mêmes atomes liés en molécules, comme l’oxygène (O₂) et l’hydrogène (H₂).
Composés : deux types d’atomes ou plus combinés chimiquement dans des proportions fixes, p. ex. H₂O, NaCl.
Mélanges : substances différentes mélangées mais pas combinées chimiquement, sans proportion fixe, p. ex. l’air, l’eau salée.

Un mélange homogène a le même aspect partout (solution salée, air) ; un mélange hétérogène a des parties visiblement séparées (huile et eau, une roche).

Pourquoi ces catégories sont vraiment différentesTouche pour ouvrir

Ce qui sépare un composé d’un mélange, ce sont les mots combinés chimiquement. Dans un composé, les atomes sont liés par des liaisons chimiques ; la seule façon de les séparer est donc une autre réaction chimique. Dans un mélange, rien n’est lié : les constituants gardent leurs propriétés et peuvent être séparés physiquement, par filtration, évaporation ou décantation.

Cette seule idée explique beaucoup de choses :

Proportion fixe ? Composé : oui (toujours H₂O). Mélange : non (l’eau salée peut être peu ou très salée).
Nouvelles propriétés ? Un composé se comporte comme une nouvelle substance, différente des éléments dont il est formé. Un mélange garde les propriétés de chaque constituant.
Séparés comment ? Composé : par réaction seulement. Mélange : par des moyens physiques.

Le même raisonnement explique les états de la matière : chauffer donne de l’énergie aux particules, qui quittent leurs positions fixes (solide → liquide) puis se détachent les unes des autres (liquide → gaz). Les particules ne changent pas : seules leur disposition et leur mouvement changent.

L’eau salée est-elle un composé ou un mélange ? Elle contient des molécules d’eau et du chlorure de sodium, mais ils sont simplement mélangés : le sel est dissous, pas lié à l’eau, et la proportion peut varier. On récupère le sel en évaporant l’eau (un changement physique, sans réaction). C’est donc un mélange, et un mélange homogène, car il a le même aspect partout.

Attention aux pièges: 4 erreurs fréquentesTraps to avoid and what is true instead

Pas çaUn mélange et un composé, c’est la même chose.

PlutôtNon : les atomes d’un composé sont liés dans une proportion fixe ; les substances d’un mélange sont simplement mélangées, dans n’importe quelle proportion, et gardent leurs propres propriétés.
Pas çaL’air est un composé parce que c’est « une seule chose ».

PlutôtL’air est un mélange de gaz (surtout du diazote et du dioxygène). Ils ne sont pas liés et les proportions peuvent varier.
Pas çaUn élément ne peut être qu’un atome isolé.

PlutôtUne substance élémentaire peut être une molécule (O₂, H₂) : ce qui compte, c’est que tous les atomes soient du même type.
Pas çaLa fusion ou l’ébullition forme une nouvelle substance.

PlutôtCe sont des changements physiques : les particules gagnent de l’énergie et s’écartent, mais la glace, l’eau et la vapeur sont toujours du H₂O.

7 mots clés et ce qu’ils veulent dirematière · modèle particulaire · élément · composé · mélange · mélange homogène · mélange hétérogène

matière: tout ce qui a une masse et un volume ; toute la matière est faite d’atomes
modèle particulaire: l’idée que la matière est faite de minuscules particules en mouvement, avec des forces entre elles
substance élémentaire (élément): une substance faite d’un seul type d’atome
substance composée (composé): deux types d’atomes ou plus combinés chimiquement dans des proportions fixes
mélange: des substances différentes mélangées mais pas combinées chimiquement, sans proportion fixe
homogène / hétérogène: uniforme partout / fait de parties visiblement séparées
combinés chimiquement: reliés par des liaisons chimiques ; on ne peut les séparer que par une autre réaction chimique

2 · Regarder

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Comprendre l’idée Classification de la matière (pure ou mélange ?) Luc Tremblay

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¿Qué es la materia? PruébaT | Fundación Carlos Slim

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3 · Joue avec la simulation

À essayer toi-même, avec des questions auxquelles répondre

Voilà ce que tu verras.

Ouvrir la simulation

Simulation · PhET

États de la matière : les bases

Découvrir comment le chauffage et le refroidissement changent le mouvement des particules et la distance entre elles.

Utilise l'écran appelé États.

Choisis Eau dans la boîte Atomes et molécules.
Clique sur le bouton Solide et observe les particules pendant quelques secondes.
Clique sur le bouton Liquide, puis sur le bouton Gaz, et observe les particules à chaque fois.
Clique de nouveau sur Solide, puis utilise la commande de chauffage et de refroidissement sous le récipient pour chauffer l'eau lentement, en gardant un œil sur le thermomètre.
Refroidis le récipient et observe ce que font les particules.

Vérifie ce que tu as trouvé

Décris l'espacement et le mouvement des particules dans un solide, un liquide et un gaz.

Dans un solide, les particules sont proches, à des positions fixes, et ne font que vibrer ; dans un liquide, elles restent proches mais glissent les unes sur les autres ; dans un gaz, elles sont éloignées et se déplacent vite dans toutes les directions.

Prédis : quand tu chauffes un solide, les particules deviennent-elles plus grosses, ou bien bougent-elles plus vite et s'écartent-elles ? Teste.

Elles bougent plus vite et s'écartent. Les particules elles-mêmes ne changent pas de taille ; seuls leur vitesse et leur espacement changent.

Que font les particules quand on refroidit de nouveau la substance ?

Elles ralentissent et se rapprochent : le gaz devient un liquide, puis un solide.

À essayer aussi

Chaque substance, et ce que font ses particules. Voir toutes les substances

4 · Vérifie que tu as compris

Teste-toi, explique par écrit, puis coche la section

Teste-moi

Cinq questions, corrigées tout de suite.

Le modèle particulaire Classer les substances Les mélanges

Les quiz sont en anglais pour le moment

Teste-toi

Les questions une par une, autant que tu veux. Ton enseignant voit ton entraînement.

Explique

Écris la réponse avec tes propres mots, puis compare-la avec une réponse modèle.

Explique · 5 points

Explique L’eau salée contient des molécules d’eau et du chlorure de sodium. Est-ce un composé ou un mélange ? Explique comment tu le sais.

Écris d’abord ta réponse ici

Gardé dans ce navigateur seulement : tu le retrouves en revenant sur cet appareil.

Afficher une réponse modèle

Coche chaque point que ta réponse contient

C’est un mélange, pas un composé.
Le sel est dissous dans l’eau, il n’est pas combiné chimiquement (lié) à elle.
Il n’y a pas de proportion fixe : l’eau salée peut être peu ou très salée.
On récupère le sel en évaporant l’eau : c’est un changement physique, sans réaction.
C’est un mélange homogène, car il a le même aspect partout.

Réponse modèle

L’eau salée est un mélange, pas un composé. Le sel est dissous dans l’eau, il n’est pas combiné chimiquement à elle, et il n’y a pas de proportion fixe, car l’eau salée peut être peu ou très salée. On récupère le sel en évaporant l’eau : c’est un changement physique, sans réaction. C’est un mélange homogène, car il a le même aspect partout.

J’ai compris

Coche quand tu pourrais l’expliquer à quelqu’un d’autre. Ton enseignant(e) voit quelles sections tu as cochées.

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Pour s’entraîner encore

De vraies substances, classéessur jmaths

Livret p. 3–6
Livre de connaissances p. 3–6
Dans ton cahier de classe : Chapitre 1.1 Substances, états de la matière et modèle particulaire (p. 6–7) · Réviser cette section

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Atomes, tableau périodique et changement chimique

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