La chimie concerne les minuscules éléments constitutifs de tout l'univers ! En bref, il s'agit de l'étude des propriétés de la matière. Si tu te demandes pourquoi le ciel est bleu ou ce qui fait avancer une voiture, la réponse se trouve dans la chimie. La chimie est formidable, car elle peut expliquer des choses simples de tous les jours, des soins de la peau à l'électricité en passant par la médecine.
Fig. 1-La chimie est partout dans le monde qui t'entoure !
- Dans cet article, tu vas te familiariser avec la chimie.
- Tu découvrirais l'importance de la chimie dans notre vie quotidienne
- Tu découvrirais les trois principales composantes de la chimie : la chimie physique, la chimie organique et la chimie inorganique.
- Tu apprendras quels sujets sont abordés dans chaque sous-rubrique.
- Tu apprendras le protocole des travaux pratiques
Chimie : définition
La chimie est l'étude des propriétés de la matière, de son évolution et de sa composition.
Nous pouvons décomposer presque tout ce qui existe dans l'univers en minuscules particules appelées atomes. Il existe 119 types d'atomes dans l'univers. Les groupes d'atomes liés entre eux sont appelés molécules. Lors d'une réaction chimique, les molécules se réarrangent pour former une multitude de matériaux et de substances qui existent aujourd'hui. Chaque matériau a une composition spécifique d'atomes que nous exprimons par une formule chimique.
H2O est la formule chimique de l'eau.
Cela signifie qu'une molécule d'eau possède deux atomes d'hydrogène (H) et un atome d'oxygène (O).
Fig. 2- La formule chimique de l'eau et sa molécule.
En chimie, tu apprendras les formules de divers matériaux et comment combiner les molécules dans les réactions. Tu apprendras également comment les atomes produisent de l'électricité et de l'énergie.
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L'importance de la chimie dans notre quotidien
L'importance de la chimie est qu'elle explique le monde qui nous entoure.
La chimie est importante dans la vie car certaines molécules et réactions sont présentes dans tous les êtres vivants.
Les aliments consommés sont à la fois construits et métabolisés par des réactions chimiques. La chimie intervient également dans la formation des protéines, de l'ADN et des graisses.
L'alimentation : la cuisson et les additifs alimentaires
La chimie explique les changements que subissent les aliments à la cuisson, leur pourrissement, leur conservation, la manière dont ton corps les consomme.
Les boîtes et les arômes d'additifs alimentaires contribuent à la bonne qualité et à la diversité des repas.
Les produits d'entretien et la vie domestique
La chimie contribue à trouver le meilleur nettoyant pour la vaisselle, le linge, la propreté et la vie domestique. La chimie intervient également dans la fabrication de l'eau de Javel et des antiseptiques, et même du savon ordinaire et de l'eau.
La médecine
La chimie joue un rôle important dans la recherche de nouveaux médicaments.
Les médicaments (analgésiques, tranquillisants, antiseptiques, désinfectants, antibiotiques, antiacides) sont des substances chimiques destinées à traiter les maladies et à soulager la douleur.
Pour les faire analyser, les tests de laboratoire clinique recourent à un large choix de méthodes et de produits chimiques.
Les cosmétiques
Les lotions, les parfums et autres produits cosmétiques sont fabriqués à base de produits chimiques.
Les batteries
Le principe de l'électrochimie permet le fonctionnement des batteries. Les batteries alimentent nos voitures, les appareils électroniques tels que les montres, les ordinateurs portables et les téléphones cellulaires.
L'énergie chimique est stockée dans une batterie et est transformée en énergie électrique par des réactions électrochimiques.
L'agriculture
La chimie a fourni au monde des engrais, des herbicides, des insecticides et des fongicides indispensables à la production de cultures.
Thèmes de chimie
Nous appelons parfois la chimie la science centrale parce qu'elle combine les mathématiques, la biologie, la physique et la médecine, ce qui explique pourquoi la chimie comporte un certain nombre de branches. Les sujets que tu aborderas se répartissent en trois sections principales : Chimie physique, Chimie inorganique et Chimie organique. Voyons ensemble ce que tu vas apprendre dans chaque section
Qu'est-ce que la chimie physique ?
Tu l'auras deviné, la chimie physique combine la physique et la chimie.
Prenons l'exemple de l'eau. Tu connais déjà sa formule chimique : H2O. Maintenant, réfléchis à ce qui se passe lorsque tu fais bouillir de l'eau. Et quand l'eau gèle ? Pourquoi le sucre se dissout-il dans l'eau ? Comment cela se produit-il ? Les réponses chimiques à ces questions concernent l'arrangement des atomes dans une molécule d'eau, tandis que la physique nous dit ce qui se passe entre les molécules d'eau.
Fig. 3- La nature de la liaison entre les molécules confère à l'eau ses propriétés uniques
Essentiellement, la chimie physique est une étude du comportement des atomes. Si tu regardais dans un atome, tu verras qu'il est composé d'autres minuscules sous-particules appelées électrons, protons et neutrons. Chaque atome possède un arrangement unique de sous-particules (structure atomique). La structure atomique affecte la façon dont les atomes se lient entre eux (liaison atomique) et comment ils réagissent à la chaleur (thermodynamique). Parmi les autres sujets relevant de la chimie physique, citons :
Qu'est-ce que la chimie inorganique ?
En 1869, un chimiste russe nommé Dimitri Mendeleev a classé tous les types d'atomes connus dans ce que nous appelons aujourd'hui le tableau périodique des éléments. Les éléments sont les matériaux les plus fondamentaux de l'univers. Nous pouvons trouver du carbone - le quatrième élément le plus abondant - dans les matières organiques comme le bois, le charbon et le sol. Les matériaux qui ne contiennent pas de carbone sont appelés composés inorganiques. La chimie inorganique est donc l'étude des matériaux qui ne contiennent pas de carbone.
Regarde le tableau périodique ci-dessous : l'élément rose est le carbone. Il te reste donc un tas d'autres éléments à découvrir en chimie inorganique !
Fig. 4- Le tableau périodique| StudySmarter La chimie inorganique est l'étude des matériaux qui ne contiennent pas de carbone.
En chimie inorganique, nous allons explorer le tableau périodique. Tu apprendras comment nous nous sommes retrouvés avec tous les éléments que nous voyons aujourd'hui et tu découvriras pourquoi Mendeleïev a arrangé les éléments de cette façon. Tu découvriras également les similitudes et les différences de leurs propriétés, ainsi que la manière dont nous les utilisons en chimie. Les thèmes abordés dans le cadre de la chimie inorganique sont les suivants:
Périodicité et tendances : qu'est-ce qu'un groupe ou une période ? Quelles sont les similitudes entre les éléments d'un même groupe ou d'une même période ?
Groupe 2 : pourquoi les éléments de la deuxième colonne du tableau périodique sont-ils appelés métaux alcalino-terreux ? Comment réagissent-ils avec l'oxygène et l'eau ?
Groupe 7 : quelles sont les différentes couleurs des halogènes ? Comment réagissent-ils avec l'hydrogène ?
Période 3 : quelles tendances peux-tu observer entre les éléments de la troisième ligne du tableau périodique ?
Métaux de transition : en quoi les métaux de transition sont-ils différents des autres métaux du tableau périodique ? À quoi servent-ils ?
Qu'est-ce que la chimie organique ?
La chimie organique est l'étude des matériaux qui contiennent du carbone. Le terme "organique" signifie "dérivé d'organismes vivants". Nous appelons ce domaine la chimie organique parce que les scientifiques pensaient auparavant que les composés organiques ne pouvaient être trouvés que dans la matière vivante et qu'ils ne pouvaient pas être fabriqués artificiellement. Aujourd'hui, nous savons que ce n'est pas vrai - nous pouvons fabriquer de nombreux composés organiques en laboratoire.
Même si la chimie organique se concentre principalement sur le carbone, elle constitue la deuxième section la plus importante de la chimie. En effet, le carbone peut se combiner avec d'autres éléments pour former un large ensemble de molécules, de structures et de composés fascinants ! Le carbone se lie de manière covalente avec des éléments comme l'hydrogène, l'oxygène et l'azote pour former de longues chaînes répétitives complexes qui constituent une variété de matériaux fantastiques que nous utilisons aujourd'hui. Les alcools et les polymères figurent parmi les matériaux que tu étudieras en chimie organique. Parmi les autres sujets abordés en chimie organique, citons :
Nomenclatures : chimie
Pendant une grande partie de la période précédant le 20e siècle, les scientifiques du monde entier ont rencontré des problèmes d'appellation des composés organiques. Discuter de certaines réactions, molécules et avancées chimiques prenait beaucoup de temps et était trop compliqué car personne ne s'accordait sur un nom universel. C'est là que l'UICPA est intervenue. Grâce à son système unique de nomenclature, nous disposons désormais d'un moyen non seulement d'identifier de manière positive et unique la structure d'une molécule à partir de son nom, mais aussi de nommer une molécule à partir de sa structure.
Alcanes
Quel est le rapport entre les alcanes et le pétrole brut ? Comment le monoxyde de carbone provoque-t-il la mort ?
Halogénoalcanes
Que se passe-t-il lorsqu'un halogène réagit avec un alcane ? Comment les halogénoalcanes se transforment-ils en alcool ?
Alcènes
Qu'est-ce que les liaisons carbone d'un alcène ont de si particulier ? Comment les alcènes contribuent-ils à la pollution plastique ?
Analyse organique
Quelles techniques peux-tu utiliser pour identifier un composé organique ?
Synthèse organique
Que sont les groupes fonctionnels organiques ? Comment passe-t-on de l'un à l'autre ?
Spectrométrie RMN
Comment utilise-t-on la spectrométrie par résonance magnétique nucléaire (RMN) pour analyser les composés organiques ?
Chromatographie
Quel est le rapport entre la chromatographie, les colorants et la médecine légale ?
La chimie est une matière fascinante à étudier. Tu la trouveras peut-être difficile, mais chaque leçon te permettra de mieux comprendre l'univers au niveau moléculaire.
Indice : les composés organiques sont à base de carbone, ils comprennent les alcools et les polymères.
Travaux pratiques de chimie
Les travaux pratiques permettent de réaliser les différentes techniques de laboratoire, d'adapter les supports pédagogiques en tenant compte des techniques étudiées et de suivre une procédure donnée.
La manipulation de substances ou de produits chimiques est parfois dangereuse. Pour cela, un soin particulier est apporté au respect rigoureux des instructions d'hygiène et de sécurité : c'est pour cette raison qu'il existe des pictogrammes qui renseignent sur les précautions à prendre en les manipulant.
Pictogrammes
Pour prévenir les accidents au laboratoire, la signification des symboles doit être expliquée, notamment lors de la formation obligatoire des élèves au risque chimique. En plus, il est utile d'afficher les pictogrammes de danger dans le laboratoire.
fig. 5- les pictogrammes de danger dans le laboratoire, hiclipart.com
Expériences
L’expérience consiste à résoudre un problème posé par le chimiste. Il est indispensable de réaliser une expérience à partir d'une idée précise. Dans le cadre de la science, l'expérience ne se fait pas au hasard : il s'agit toujours de vérifier une hypothèse en la mettant en présence de faits.
Compte rendu
Le compte rendu doit exposer les différentes étapes de la démarche suivie pour résoudre le problème scientifique clairement défini. Il se compose, généralement, de 6 parties séparées :
- Titre de la manipulation
- Introduction (ou présentation) du rapport
- Le protocole
- Résultats
- Analyse des résultats et discussion
- Conclusion
Chimie - Points clés
- La chimie est l'étude des propriétés de la matière.
- L'importance de la chimie est qu'elle explique le monde qui nous entoure
- La chimie physique combine la physique et la chimie.
- La chimie organique est l'étude des matériaux qui contiennent du carbone.
- Les travaux pratiques permettent de réaliser les différentes techniques de laboratoire, d'adapter les supports pédagogiques en tenant compte des techniques étudiées et de suivre une procédure donnée.
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