2de Chap 5 : Du macroscopique au microscopique, de l’espèce chimique à l’entité.

Exercices du manuel pour ce chapitre : 15, 16, 17, 18, 22, 23 pages 61 ,62

Utilisez les feuilles d’exercices et leur correction :
http://pcracine.free.fr/spip.php?article463

Définitions des mots-clés du chapitre :

 macroscopique : adjectif qui désigne ce qui est observable à notre échelle
Complément de définition : une gomme, de l’eau dans un verre, c’est l’échelle macroscopique.
Commentaires sur la définition : D’une façon générale, dès qu’on parle de substance, d’espèce chimique, c’est à l’échelle macroscopique, dès qu’on fait une manipulation, une mesure en chimie, c’est à l’échelle macroscopique.

 submicroscopique : échelle encore plus petite que l’échelle microscopique. Microscopique désigne, par opposition à macroscopique, une échelle qui échappe à nos capacités d’observation directes.
Complément de définition : Les entités chimiques, ne sont pas observables à nos sens (la vision), y compris avec un microscope optique, parce qu’elles sont sont beaucoup trop petites.
Commentaires sur la définition : microscopique n’est pas une échelle assez petite. En toute rigueur, microscopique correspond à l’échelle du micromètre : 0,000 001 m qui est observable avec un microscope optique. Il n’est pas correct de parler d’infiniment petit à cette échelle, des moyens d’investigations plus puissants permettent d’explorer la matière à des échelles encore plus petites. Faudrait-il dire decinanoscopique ? angstromscopique ? inframicroscopique ?
Et d’ailleurs pourquoi conserver scopique ? Puisque les entités chimiques ne sont pas visibles pour notre vision.
Le terme le plus simple serait finalement l’échelle atomique mais...

 entité chimique : désigne d’un même terme les structures individuelles que sont les atomes, les molécules, les ions que l’on rencontre à l’échelle atomique.
Complément de définition : c’est une appellation générique qui passe par dessus les différences profondes entre ces 3 structures.
Commentaires sur la définition : D’autres structures existent à l’échelle atomique mais elles sont collectives et non individuelles. C’est le cas des nanoparticules, des solides ioniques et des solides métalliques. Leurs propriétés sont très différentes. La cellule, en biologie, bien qu’ayant une structure, n’est pas une entité chimique, elle est 1 000 fois, 10 000, 100 000 fois plus grosse que les molécules ordinaires. Certains êtres unicellulaires sont déjà des êtres vivants alors qu’une molécule pas du tout.

 espèce chimique : désigne une collection d’un très grand nombre d’entités chimiques identiques.
Complément de définition :
Commentaires sur la définition : un très grand nombre, c’est quoi ? C’est par exemple de l’ordre de 10²³ soit 100 000 000 000 000 000 000 000 .

 atome : désigne une particule électriquement neutre constitutive de la matière à l’échelle submicroscopique, considérée comme élémentaire en chimie
Complément de définition :
- élémentaire car c’est la plus petite structure électriquement neutre non décomposable par des transformations chimiques
- constitutive car en se combinant, les atomes forment des molécules ou des ions polyatomiques qui conduisent à la grande diversité des espèces chimiques.
- les atomes se distinguent entre eux par au moins 2 caractéristiques :
- leur masse
- le nombre de liaisons qu’ils peuvent former dans les molécules.

Commentaires sur la définition : Il n’y a bien sûr pas que l’atome comme structure dans l’Univers, mais tellement de phénomènes se comprennent en considérant les atomes qu’il est incontournable en chimie. D’autres procédés, qui relèvent davantage de la physique des particules, permettent d’étudier ce qu’il y a à l’intérieur des atomes

 molécule : ensemble électriquement neutre d’atomes liés entre eux par des liaisons covalentes dans un ordre précis.
Complément de définition :
Commentaires sur la définition : La composition en atomes d’une molécule est définie et fixe. Les molécules sont représentées par des formules chimiques qui peuvent indiquer des informations sur leur composition, l’arrangement des atomes et leur géométrie. Au collège, les molécules étudiées ont en général moins de 5 atomes. Au lycée, les molécules peuvent avoir 10, 20 atomes mais des molécules beaucoup plus grandes existent.

 ion : la seule entité chimique électriquement chargée,
Complément de définition : on parle d’ion monoatomique lorsque l’ion se forme à partir d’un seul à atome, sur la base d’un seul noyau. Et d’ion polyatomique lorsque l’ion est constitué grâce à plusieurs atomes.
Commentaires sur la définition : lorsqu’on dit électriquement chargé, il s’agit d’un multiple entier (positif ou négatif) de la charge électrique élémentaire e. Dit autrement, par rapport au nombre total de protons présents dans l’ion, il y a un peu plus ou un peu moins d’électrons (1, 2 ou 3 pour les ions les plus courants). Mais jamais égalité.

 cation : c’est un ion de charge électrique positive
Complément de définition :
Commentaires sur la définition :

 anion : c’est un ion de charge électrique négative
Complément de définition :
Commentaires sur la définition :

La grande spécificité (et difficulté) de la chimie, c’est que les expériences (manipulations, prélèvements, observations, mesures) sont réalisées à l’échelle macroscopique alors que beaucoup de phénomènes, se comprennent, s’interprètent à l’échelle submicroscopique (donc à une échelle invisible).

Film d’animation réalisé à partir d’atomes :
A noter que les atomes ne sont pas directement observés avec des instruments d’optique.

Expérience de migration d’ions colorés.

Extrait du programme 2019 de la classe de seconde

Espèces moléculaires, espèces ioniques, électroneutralité de la matière au niveau
macroscopique.

 Définir une espèce chimique comme une collection d’un nombre très élevé d’entités identiques.
 Exploiter l’électroneutralité de la matière pour associer des espèces ioniques et citer des formules de composés ioniques.

Entités chimiques : molécules, atomes, ions.

Utiliser le terme adapté parmi molécule, atome, anion et cation pour qualifier une entité chimique à partir d’une formule chimique donnée.