Chapitre 1

1. Chapitre 1 www.galvi.net

2. Notions de charges Électriques www.galvi.net

3. 1. Expériences • Une latte de plastique ou un stylo frotté sur un morceau de tissu, attire de petits bouts de papier. • Ce n'est que vers les années 1700 qu'on découvrit que ces différents corps ne "possédaient" pas uniquement des forces d'attraction, mais que certains pouvaient aussi se repousser.

4. Un bâton d'ébonite (sorte de caoutchouc) frotté sur un morceau de laine est attiré par un bâton de verre frotté sur un morceau de soie, mais il est repoussé par un bâton de plexiglas frotté sur un morceau de laine.

5. Ces phénomènes furent appelés "électricité", mot qui est dérivé du grec "électron" qui veut dire "ambre".

6. Pour mieux comprendre le phénomène, voyons comment est constituée la matière.

7. 2. Constitution de la matière

8. Deux hypothèses partageaient les philosophes grecs : les uns disaient que la matière pouvait être broyée en morceaux de plus en plus petits, donc divisée indéfiniment, tandis que d'autres pensaient que cette division était limitée. Ces derniers n'étaient pas loin de la vérité.

9. On sait que la matière est divisée en très petites particules : quelques gouttes d'un colorant modifient la teinte de tout un bain; un petit peu de parfum répand une odeur perceptible dans toute une salle. Cependant, cette division n'est pas infinie.

10. 1 atome d’oxygène 2 atomes d’hydrogènes 2.1. La molécule • La molécule est la plus petite partie d'un corps qui conserve encore toutes les propriétés de ce corps. Si on divise une molécule, on obtient des atomes

11. 2.2. L'atome • Le mot "atome" vient du mot grec "atomos" signifiant "qu'on ne peut diviser". • L'atome est la plus petite entité constituant la matière. • Dans le cadre du cours, il nous suffit de savoir que l'atome est formé : • - d'un noyau, • - d'un ou plusieurs électrons qui gravitent à très grande vitesse autour du noyau.

12. Atomes d’or déposés sur des atomes de carbone Atomes de carbone (graphite) Atomes d’un cristal de silicium

13. LE TABLEAU DE MENDELEIEV

14. a) Le noyau •  Il constitue à lui seul presque toute la masse de l'atome. •  Son volume est faible par rapport à celui de l'atome. •  Il contient : • - des neutrons (électriquement neutres) • - des protons (électriquement positifs par convention)

15. b) Les électrons •  Ils tournent autour du noyau à la façon des planètes autour du soleil. •  Ils possèdent une charge électriquement négative par convention. •  Le nombre d'électrons est égal au nombre de protons •  Les électrons sont répartis, suivant leur nombre, en 7 couches désignées, à partir du noyau, par les lettres K, L, M, N, O, P, Q.

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17. Puisque l'atome possède autant de charges positives (protons) que de charges négatives (électrons), on dit que l'atome est électriquement neutre.

18. Dans le cadre du cours d'électricité, on peut considérer que : • - les particules élémentaires (électrons, protons et neutrons) sont indestructibles; • - le noyau des atomes est inaltérable.

19. Cependant, il peut arriver qu'un atome gagne ou perde un ou plusieurs électrons. Dans les deux cas, l'atome n'est plus électriquement neutre: il porte alors le nom d'ion.

21. Si l'atome perd un ou plusieurs électrons, les charges du noyau deviennent supérieures, nous avons donc un ion positif. L'ion positif s'appelle cation.

22. Si l'atome gagne un ou plusieurs électrons, les charges des électrons deviennent supérieures : nous avons donc un ion négatif. L'ion négatif s'appelle anion.

23. 3. Notions de conducteur, semi-conducteur, isolant

24.  Dans la première expérience, la balle de sureau ne réagit pas, contrairement à ce qui se passe dans la seconde expérience. • Dans la seconde expérience, la balle de sureau est attirée parce qu'elle est en présence de charges électriques; ces charges électriques se sont propagées, à partir du bâton de verre électrisé auparavant, au travers du barreau métallique. • Dans la première expérience, la balle de sureau n'a pas réagi parce que les charges électriques ne se sont pas propagées au travers du deuxième bâton de verre.

28.  Les corps se comportant comme le barreau métallique seront appelés conducteurs; ils conduisent les charges électriques. •  Les corps se comportant comme le bâton de verre seront appelés isolants; ils ne permettent pas le passage des charges électriques. •  Il existe des corps qui, suivant les conditions d'utilisation, deviennent conducteurs ou isolants : ils portent le nom de semi-conducteurs.

30. Au cours de chimie, vous apprendrez que les propriétés chimiques et électriques d'un corps sont déterminées par la dernière couche électroniques des atomes qui le constituent; il faut savoir que cette dernière couche compte au maximum huit électrons.

31. Quatre possibilités peuvent se présenter : • La dernière couche comporte 1, 2 ou 3électrons. L'atome les libère facilement; il y aura des électrons libres. Le corps est un conducteur du courant électrique. •  La dernière couche comporte 5, 6 ou 7 électrons. L'atome a tendance à capter les éventuels électrons errants. Il n'y aura pas d'électrons libres. Le corps est un isolant. •  La dernière couche comporte 4électrons. Suivant les conditions dans lesquelles se trouve ce corps, il sera conducteur ou isolant. C 'est un semi-conducteur. • La dernière couche comporte 8électrons. Ce corps est neutre. Il n'est pas influencé par le courant électrique. C'est le cas des gaz rares : argon, néon. www.galvi.net

32. 4. Questions de synthèse • 1. Que signifie le mot "atomos" ? • 2. Définissez "molécule". • 3. De quoi est constitué l'atome ? • 4. De quoi est constitué le noyau d'un atome ? • 5. Comment appelle-t-on un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons ? • 6. Expliquer pourquoi un atome ayant gagné un ou plusieurs électrons s'appelle un "ion négatif". • 7. Quand un corps est-il appelé "conducteur" ? • 8. Quand un corps est-il appelé "isolant" ? • 9. Quand un corps est-il appelé "semi-conducteur" ? • _________________________ www.galvi.net