P. LEROY – UE 3
Etat de la matière
Généralités sur les états de la matière
- Constitution de la matière
- Expression des concentrations en solution
- Changements de phase de corps purs ou de mélanges binaires
- Solutions idéales, réelles
- Propriétés colligatives
1. Constitution :
D’après A. EINSTEIN :
« La matière est tout ce qui, à l’état immobile, possède une masse de repos appelée aussi masse inertielle… »
- Attention les termes de masse et de poids sont souvent confondus !
Exemple d’erreur : « L’échantillon pèse 28g. »
« pèse » : associé au poids
« g » : associé à la masse
poids (p) = masse ₓ accélération gravitationnelle
p=mₓg
=> Donc masse !
Pour définir la matière on peut s’intéresser aux propriétés :
→ physiques : forme, masse, températures de changements de phase (ébullition, fusion,…)
→ chimiques (ex : composition et réactivité) : propriétés acido-basiques, propriétés
oxydoréductrices, propriétés complexantes …
+ Entités structurales : atomes et molécules
# Corps purs et mélanges
Eau distillée (1) et eau de mer (2)
1 : Bout et se congèle à T constantes
1 : Corps purs
2: varient. Après distillation, on obtient un résidu salé solide et un produit
de condensation : (1)
2 : C’est un mélange homogène.
► Corps purs
Al (s), diazote (g), dioxygène (g)
► Mélanges homogènes :
- Laiton (alliage Cu + Zn)
, - Air : 78% de et 22% de
Les deux gazs peuvent être séparés par liquéfaction suivie d’une distillatio fractionnée :
bout à 146,9°C et , à -118,4°C.
Distinction selon les critères physiques et chimiques :
→ Corps simples et composés :
● Corps purs ( )
1 : corps simple
2 : corps composé de deux éléments : H et O.
Il existe 109 éléments chimiques connus dont 92 à l’état naturel. L’abondance naturelle varie
d’un élément à l’autre, par exemple, 50 % d’O et 0,9% d’H.
Les douze éléments suivants : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Tl, Cl et C représentent
99,4% de la composition à la surface de la Terre (croûte terrestre, océans, atmosphère, …).
● Les éléments métalliques conduisent l’électricité, la chaleur. Ils sont malléables, ductiles et
présentent un certain éclat (Fe, Cu, Au, Ag, …).
● Les éléments non métalliques sont de mauvais conducteurs, ils sont peu malléables et
ductiles. Ils sont sans éclat (C, S, Cl, O, H, …).
● Les gaz rares, appelés aussi « gaz nobles », sont chimiquement inertes (Hélium, néon,
argon, krypton, xénon, radon,…).
, ● Les corps composés sont une combinaison en proportion définie de deux (ou plus)
éléments. On écrit « n millions ». L’eau, le chlorure de sodium, les protéines et les acides
nucléiques (C, H, O, N, P, …) sont des corps composés.
► Des propriétés physiques et chimiques différentes
● La discontinuité de la matière engendre la possibilité de dénombrer expérimentalement
certaines particules pas diffractation des rayons X dans un réseau cristallin. Cependant, il
existe une limite à cette discontinuité : l’atome, entité chimiquement insécable, est considéré
comme l’unité de masse de matière.
La notion d’atome, servant à décrire l’élément chimique auparavant considéré comme étant
le plus petit élément chimique, provient de 400 ans avant JC.
Tous les atomes d’un même élément sont identiques et chaque élément est désigné par un
symbole chimique.
Exemple :
H : hydrogène ; Cu : cuivre
● La masse d’un atome équivaut approximativement à .
► Combinaison d’un nombre entier d’atomes dans le but de donner une molécule
● Molécules diatomiques :
→ Constituées du même élément : . Ces molécules sont
présentes naturellement dans l’envirronement.
→ Constituées d’un élément différent : CO, NO, …
● Molécules polyatomiques :
Toutes les molécules d’un corps purs sont identiques :
molécule corps pur.
Les propriétés d’un corps pur sont associées aux molécules qui le constituent.
► Un mélange est constitué de plusieurs molécules (ex : eau de mer : )
Au cours d’une réaction chimique, les atomes vont d’une molécule à l’autre :
► Masse atomique et masse moléculaire
● La masse atomique et la masse moléculaire sont des nombres proportionnels à la masse
totale de l’atome ou de la molécule.
● La notion d’atome a été choisie arbitrairement comme base au système.
Depuis 1961, l’isotope 12 du carbone (il est le plus abondant dans la nature) sert de
référence .
Une unité de masse atomique (uma, u) est exactement égale au douzième de la masse
atomique de l’isotope 12 du carbone. Auparavant, on attribuait arbitrairement la valeur 1 à
l’atome d’hydrogène. (Calcul exact par rapport à
Etat de la matière
Généralités sur les états de la matière
- Constitution de la matière
- Expression des concentrations en solution
- Changements de phase de corps purs ou de mélanges binaires
- Solutions idéales, réelles
- Propriétés colligatives
1. Constitution :
D’après A. EINSTEIN :
« La matière est tout ce qui, à l’état immobile, possède une masse de repos appelée aussi masse inertielle… »
- Attention les termes de masse et de poids sont souvent confondus !
Exemple d’erreur : « L’échantillon pèse 28g. »
« pèse » : associé au poids
« g » : associé à la masse
poids (p) = masse ₓ accélération gravitationnelle
p=mₓg
=> Donc masse !
Pour définir la matière on peut s’intéresser aux propriétés :
→ physiques : forme, masse, températures de changements de phase (ébullition, fusion,…)
→ chimiques (ex : composition et réactivité) : propriétés acido-basiques, propriétés
oxydoréductrices, propriétés complexantes …
+ Entités structurales : atomes et molécules
# Corps purs et mélanges
Eau distillée (1) et eau de mer (2)
1 : Bout et se congèle à T constantes
1 : Corps purs
2: varient. Après distillation, on obtient un résidu salé solide et un produit
de condensation : (1)
2 : C’est un mélange homogène.
► Corps purs
Al (s), diazote (g), dioxygène (g)
► Mélanges homogènes :
- Laiton (alliage Cu + Zn)
, - Air : 78% de et 22% de
Les deux gazs peuvent être séparés par liquéfaction suivie d’une distillatio fractionnée :
bout à 146,9°C et , à -118,4°C.
Distinction selon les critères physiques et chimiques :
→ Corps simples et composés :
● Corps purs ( )
1 : corps simple
2 : corps composé de deux éléments : H et O.
Il existe 109 éléments chimiques connus dont 92 à l’état naturel. L’abondance naturelle varie
d’un élément à l’autre, par exemple, 50 % d’O et 0,9% d’H.
Les douze éléments suivants : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Tl, Cl et C représentent
99,4% de la composition à la surface de la Terre (croûte terrestre, océans, atmosphère, …).
● Les éléments métalliques conduisent l’électricité, la chaleur. Ils sont malléables, ductiles et
présentent un certain éclat (Fe, Cu, Au, Ag, …).
● Les éléments non métalliques sont de mauvais conducteurs, ils sont peu malléables et
ductiles. Ils sont sans éclat (C, S, Cl, O, H, …).
● Les gaz rares, appelés aussi « gaz nobles », sont chimiquement inertes (Hélium, néon,
argon, krypton, xénon, radon,…).
, ● Les corps composés sont une combinaison en proportion définie de deux (ou plus)
éléments. On écrit « n millions ». L’eau, le chlorure de sodium, les protéines et les acides
nucléiques (C, H, O, N, P, …) sont des corps composés.
► Des propriétés physiques et chimiques différentes
● La discontinuité de la matière engendre la possibilité de dénombrer expérimentalement
certaines particules pas diffractation des rayons X dans un réseau cristallin. Cependant, il
existe une limite à cette discontinuité : l’atome, entité chimiquement insécable, est considéré
comme l’unité de masse de matière.
La notion d’atome, servant à décrire l’élément chimique auparavant considéré comme étant
le plus petit élément chimique, provient de 400 ans avant JC.
Tous les atomes d’un même élément sont identiques et chaque élément est désigné par un
symbole chimique.
Exemple :
H : hydrogène ; Cu : cuivre
● La masse d’un atome équivaut approximativement à .
► Combinaison d’un nombre entier d’atomes dans le but de donner une molécule
● Molécules diatomiques :
→ Constituées du même élément : . Ces molécules sont
présentes naturellement dans l’envirronement.
→ Constituées d’un élément différent : CO, NO, …
● Molécules polyatomiques :
Toutes les molécules d’un corps purs sont identiques :
molécule corps pur.
Les propriétés d’un corps pur sont associées aux molécules qui le constituent.
► Un mélange est constitué de plusieurs molécules (ex : eau de mer : )
Au cours d’une réaction chimique, les atomes vont d’une molécule à l’autre :
► Masse atomique et masse moléculaire
● La masse atomique et la masse moléculaire sont des nombres proportionnels à la masse
totale de l’atome ou de la molécule.
● La notion d’atome a été choisie arbitrairement comme base au système.
Depuis 1961, l’isotope 12 du carbone (il est le plus abondant dans la nature) sert de
référence .
Une unité de masse atomique (uma, u) est exactement égale au douzième de la masse
atomique de l’isotope 12 du carbone. Auparavant, on attribuait arbitrairement la valeur 1 à
l’atome d’hydrogène. (Calcul exact par rapport à
