Chimie UAA3

1. Classification de la matière

La matière constitue tout corps. Elle peut être classée en deux grandes catégories :

2. Définitions fondamentales

• Valence : nombre de liaisons qu’un atome peut former avec d’autres atomes. Elle se note en chiffres romains (I, II, III, ...).

3. Corps purs composés : organiques et minéraux

• Composés organiques : molécules contenant du carbone, généralement associées à l’hydrogène et parfois à d’autres éléments (O, N, S, P).
  Exemple : K₁H₄O₁N₁ (formule simplifiée).

• Composés minéraux : corps purs composés qui ne sont pas organiques.
  Exemples : oxydes de carbone (CO, CO₂), carbonates (CaCO₃, NaHCO₃).

4. Règles pour formules générales des corps minéraux

• Remplacer les symboles des éléments métalliques par M.
• Remplacer les symboles des éléments non métalliques par X.
• Conserver le symbole de l’oxygène O.

À retenir :
Un corps pur est constitué d’un seul type de molécules, tandis qu’un mélange contient plusieurs types de molécules. La valence indique le nombre de liaisons possibles d’un atome.

1. Le tableau périodique des éléments

• Le tableau périodique (ou tableau de Mendeleïev) classe tous les éléments chimiques selon leurs propriétés.
• Les éléments sont rangés en colonnes appelées familles, et en lignes appelées périodes.
• Les métaux se situent généralement à gauche et au centre du tableau, tandis que les non-métaux sont à droite.

2. Valence des éléments et modèle de Lewis

• La valence d’un élément correspond au nombre d’électrons qu’il peut perdre, gagner ou partager pour former une liaison chimique.
• Pour connaître la valence, on se réfère au modèle de Lewis indiqué au-dessus de chaque colonne (famille) du tableau périodique.
• Tous les éléments d’une même famille ont la même valence.

3. Formules moléculaires

• Une formule moléculaire indique la composition d’une molécule par les symboles des atomes et leurs indices.
• Indice : nombre d’atomes d’un élément dans la molécule, écrit en bas à droite du symbole. L’indice 1 n’est pas écrit.
• Les formules peuvent contenir des groupements d’atomes, notés entre parenthèses avec un indice indiquant leur nombre.

a) Règles pour écrire une formule moléculaire

1. Identifier les symboles des éléments présents.
2. Écrire les éléments dans l’ordre croissant d’électronégativité (le moins électronégatif en premier).
3. Déterminer le nombre d’atomes de chaque élément par la méthode du chiasme :

La méthode du chiasme permet de respecter la valence des atomes dans la formule.

4. Synthèse : tableau périodique et valence

À retenir : La valence d’un élément se déduit de sa famille dans le tableau périodique et sert à déterminer la formule moléculaire par la méthode du chiasme.

1. Formules moléculaires

• La formule moléculaire indique le nombre exact d’atomes de chaque élément dans une molécule.
• Exemple : $H_2O$ signifie 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène.

2. Méthode du chiasme

La méthode du chiasme est une technique mnémotechnique pour écrire correctement la formule d’un composé ionique à partir de ses ions.

a) Étapes de la méthode

1. Écrire les symboles des ions côte à côte, cation à gauche, anion à droite.
2. Indiquer les charges de chaque ion en exposant.
3. Échanger les indices des charges (valeurs absolues) pour devenir indices des éléments opposés.
4. Simplifier les indices si possible (diviser par le plus grand commun diviseur).
5. Écrire la formule finale sans les charges, avec les indices en bas.

b) Exemple

Pour le chlorure de cuivre (II) :

• Cuivre (II) : $Cu^{2+}$
• Chlorure : $Cl^{-}$
• Échange des indices : $Cu_1Cl_2$
• Formule : $CuCl_2$

À retenir : La méthode du chiasme permet de déterminer la formule d’un composé ionique en équilibrant les charges des ions.

1. Nomenclature des acides ternaires

• Pour les groupements riches en oxygène :
  « acide + nom du groupement en -ate → suffixe -ique »
• Pour les groupements moins riches en oxygène :
  « acide + nom du groupement en -ite → suffixe -eux »

2. Nomenclature des oxydes

a) Oxydes métalliques (MO)

• Règle IUPAC : « oxyde de + nom du métal »
• Si le métal a plusieurs valences, indiquer la valence en chiffres romains entre parenthèses.

b) Oxydes non-métalliques (XO)

• Règle IUPAC : « préfixe + oxyde de + nom du non-métal »
• Le préfixe dépend du rapport $n_0 / n_X$ (nombre d’atomes d’oxygène sur nombre d’atomes du non-métal).

La nomenclature des oxydes non-métalliques utilise systématiquement un préfixe indiquant le nombre d’atomes d’oxygène par rapport au non-métal.