Voici quelques questions fréquentes abordées en chimie au lycée, plutôt en seconde, avec les réponses évidemment :-) . N’hésitez pas à poser de nouvelles questions en utilisant le lien "Répondre à cet article" au bas de l’article, nous essayerons d’y répondre...

Questions

1. Qu’est-ce qu’un atome ?
2. De quoi est composé un atome ?
3. Pourquoi certaines particules sont dites "élémentaires" ?
4. Peut-on imaginer les particules comme des petites billes ?
5. La charge électrique, c’est quoi ?
6. Qu’est-ce qu’une molécule ?
7. Qu’est-ce qu’une liaison covalente ?
8. Qu’est-ce qu’un doublet d’électrons ?
9. Qu’est-ce qu’un ion ?
10. Quelle est la différence entre une molécule et un atome ?
11. Existe-t-il des molécules électriquement chargées ?
12. La matière qui nous entoure est-elle chargée ?
13. Qu’est-ce qu’une substance "à structure atomique" ?

Réponses

1. Qu’est-ce qu’un atome ?
Un atome peut être imaginé comme une petite sphère. Il est un des constituants de base de la matière : le mot atome vient de atomos en grec qui veut dire indivisible. Certains philosophes grec pensaient qu’en coupant un morceau de matière, par exemple d’or, en morceaux de plus en plus petits, on finissait par arriver à un morceau d’or très petit, microscopique, et que si on continuait à couper ce morceau d’or en deux, en admettant que ce soit possible, les deux morceaux plus petits n’étaient plus de l’or. Il y a un minimum à la quantité d’or qu’on peut obtenir, et ce minimum et un atome.

Cette idée perdure aujourd’hui : un atome est formé d’un noyau et d’un ensemble d’électrons qui tournent autour du noyau : ainsi, si on parvient à couper un atome, ce qu’on obtient n’est plus un atome d’or.

2. De quoi est composé un atome ?
Un atome est formé d’un noyau (lui-même composé de protons positifs et de neutrons de charge électrique nulle) et d’un nombre plus ou moins grand d’électrons qui tournent autour du noyau.
3. Pourquoi certaines particules sont dites "élémentaires" ?
Parce qu’on pense qu’elle ne sont pas formées de particules plus petites, qu’on ne peut pas les diviser en plus petit.

Pendant longtemps, on a cru que les protons et les neutrons étaient des particules élémentaires. On sait aujourd’hui qu’ils sont formés de quarks. Les protons et les neutrons ont donc perdu leur statut de particules élémentaires.

Pour les électrons, en revanche, aucun indice ne laisse penser qu’ils ne sont pas élémentaires. Idem pour les quarks, pour l’instant.

4. Peut-on imaginer les particules comme des petites billes ?
Oui et non.

Tout dépend du modèle qu’on choisit pour décrire l’atome. Un modèle, c’est un représentation plus ou moins simplifiée de la réalité, associé à une théorie explicative. Si on utilise le modèle de l’atome de Bohr, comme on le fait en seconde et ci-dessus, alors oui, on peut imaginer les particules élémentaires comme des petites billes.

En revanche, si on souhaite utiliser le modèle quantique de l’atome, plus élaboré mais beaucoup plus compliqué, alors non, les particules élémentaires ne sont pas représentées comme de petites billes : elle sont décrites par des"fonctions d’onde".

Mais le modèle quantique n’est pas (ou très peu) abordé en lycée. On se contenter du modèle de Bohr et on imagine les particules (protons, neutrons, électrons) comme de petites billes.

5. La charge électrique, c’est quoi ?
C’est une propriété des particules, une quantité qui s’exprime en Coulombs (C), mais nous, humains, n’avons pas de sens pour la percevoir.

Une charge électrique peut être positive ou négative.

On peut tout de même ajouter que deux particules ayant des charges de même signe (toutes les deux positives ou toutes les deux négatives) se repoussent, alors que deux particules qui ont des charges électrique de signe différent (une positive et une négative) s’attirent. Ainsi, un proton et un électrons s’attirent, alors que deux électrons ou deux protons se repoussent.

Les neutrons qui sont neutres, n’attirent ni ne repoussent les protons et les électrons.

6. Qu’est-ce qu’une molécule ?
Une molécule est un assemblage d’atomes. Le liens qui "attache" deux atomes entre eux dans une molécule est une "liaison covalente". Il peut y avoir de nombreuses liaisons covalentes dans une molécule.

Par exemple, dans la molécule de dihydrogène, H₂, il n’y a qu’une liaison covalente qui attache les deux atomes d’hydrogène entre eux. On peut l’écrire H---H et le trait entre les deux H représente la liaison covalente.

7. Qu’est-ce qu’une liaison covalente ?
Comme on l’a dit dans la question précédente, c’est le lien qui attache deux atomes ensemble dans une molécule.

Plus précisément, c’est la mise en commun de deux électrons par deux atomes, chaque atome apportant un électron. C’est aussi le lien qui maintient ensemble les atomes dans une molécule.

8. Qu’est-ce qu’un doublet d’électrons ?
C’est une paire d’électrons. Il existe des doublets liants qui sont le lien qui tient deux atomes ensemble dans une molécule, et des doublets non-liants qui sont simplement des paires d’électrons qui ne participent pas à des liaisons covalentes.
9. Qu’est-ce qu’un ion ?
C’est un édifice chargé.
10. Quelle est la différence entre une molécule et un atome ?

Une molécule est un assemblage d’atomes. La différence entre une molécule et un atome est la même qu’entre un mot (qui correspond au mot) et une lettre (qui correspond à un atome).

11. Existe-t-il des molécules électriquement chargées ?
En principe non. Une molécule est neutre par définition.

Toutefois les ions polyatomiques sont aussi des assemblages d’atomes (comme les molécules) mais ils portent une charge positive ou négative.

On peut donc voir un ion polyatomique comme une "molécule chargée" mais on évitera d’employer cette expression contradictoire avec la définition d’une molécule (qui est neutre par nature).

12. La matière qui nous entoure est-elle chargée ?
Dans la très grande majorité des cas, non, elle est électriquement neutre.

Par exemple, un morceau de sucre est neutre, un morceau de métal aussi, une goutte d’eau aussi, etc.

On trouve toutefois de la matière chargée lorsqu’on fait des expériences d’électrostatique comme par exemple lorsqu’on frotte une règle en plastique et qu’on touche des morceaux de papier pour les attirer.

Ou alors lorsqu’on retire un pull en laine : de petites étincelles (très bien visibles dans le noir) rétablissent la neutralité électrique...

13. Qu’est-ce qu’une substance "à structure atomique" ?
C’est une substance formée d’atomes uniquement, comme par exemple les métaux.
14. Qu’est-ce qu’une substance "à structure moléculaire" ?
C’est une substance formée de molécules uniquement, comme par exemple l’eau, le saccharose qui est en fait du sucre blanc...