Fiche de révision : Structure de la matière

📋 Plan du Cours

1. Structure et neutralité des atomes
2. Molécules et liaisons atomiques
3. Masse volumique et densité
4. Formation et composition des alliages
5. Propriétés des métaux usuels

📖 1. Structure et neutralité des atomes

📝 Points essentiels

• La matière est constituée d’atomes.

• L’ordre de grandeur de la dimension d’un atome est de $10^{-10}\,\mathrm{m}$.

• Le noyau est 100 000 fois plus petit que l’atome et concentre l’essentiel de sa masse.

• Le noyau positif est entouré d’électrons chargés négativement.

📌 Un atome habituellement neutre possède autant de charges positives dans son noyau que d’électrons chargés négativement autour de lui.

💡 Astuce mémo

Noyau positif, électrons négatifs : leurs charges s’équilibrent.

📖 2. Molécules et liaisons atomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule : Association d’atomes liés par un partage mutuel d’électrons, à raison de 2 électrons par liaison.

📖 3. Masse volumique et densité

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique est le rapport de la masse au volume : $\rho = \frac{m}{V}$.

• La masse volumique de l’eau est de 1 g/cm³, soit 1000 kg/m³.

📐 Formule - La densité d’un corps est le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau : $d_{\mathrm{corps}} = \frac{\rho_{\mathrm{corps}}}{\rho_{\mathrm{eau}}}$.

Compléments

📐 Formule - La masse s’exprime à partir de la masse volumique et du volume selon $m = \rho \times V$.

📐 Formule - Le volume s’exprime à partir de la masse et de la masse volumique selon $V = \frac{m}{\rho}$.

• La densité de l’eau vaut 1.

📖 4. Formation et composition des alliages

★ À maîtriser

• Un alliage s’obtient en mélangeant plusieurs métaux à l’état liquide puis en laissant refroidir le mélange.

• Un alliage sert à modifier les propriétés physiques et chimiques du métal initial pour l’adapter à un usage particulier.

Compléments

• Les aciers sont des alliages à base de fer contenant du carbone à moins de 2 % ; l’acier inoxydable contient aussi plus de 10 % de chrome.

• Les fontes sont des alliages à base de fer contenant entre 2 % et 6 % de carbone.

• Le laiton est composé de 60 % de cuivre et de 30 % de zinc, tandis que le bronze est composé de 65 % de cuivre et de 20 % d’étain.

• Le duralumin est un alliage léger composé de 94 % d’aluminium et de 4 % de cuivre ; il est dur et léger.

• Le zamak est composé de 95 % de zinc, 4 % d’aluminium et 1 % de cuivre ; il est facile à travailler et très résistant.

📌 La nature et les proportions des métaux d’un alliage dépendent des propriétés physiques recherchées.

📖 5. Propriétés des métaux usuels

★ À maîtriser

• À température ambiante, tous les métaux sont solides à l’exception du mercure.

Compléments

• L’aluminium (Al) fond à 660 °C, se vaporise à 2520 °C et a une masse volumique de 2700 kg/m³.

• L’argent (Ag) fond à 960 °C, se vaporise à 2160 °C et a une masse volumique de 10490 kg/m³.

• Le cuivre (Cu) fond à 1084 °C, se vaporise à 2567 °C et a une masse volumique de 8920 kg/m³.

• Le fer (Fe) fond à 1535 °C, se vaporise à 2750 °C et a une masse volumique de 7874 kg/m³.

• L’or (Au) fond à 1065 °C, se vaporise à 2856 °C et a une masse volumique de 19300 kg/m³.

• Le zinc (Zn) fond à 420 °C, se vaporise à 907 °C et a une masse volumique de 7140 kg/m³.