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Chimie minérale systématique II Métaux et semi-métaux

Chimie minérale systématique II Métaux et semi-métaux 1 L'état métallique 1 1 Caractéristiques des métaux 1 2 Les modèles de la liaison métallique

Chimie minérale systématique I Non-métaux et métalloïdes

poration et la précipitation de l’eau constituent le cycle hydrolytique de la terre Ions principaux : Na+, K+, Mg2+,Ca2+, Cl-, SO 4 2-; Gaz principaux : CO 2, O 2 Propriétés physiques de l’eau entraînant des conséquences environmentales L’eau liquide est plus dense que la glace, raison pour laquelle l’eau se dilate en gélant

Mini-Manuel de Chimie organique

Cette partie de la chimie qui s’intéressait à ces composés portait alors le nom de Chimie Organique Cette théorie de la force vitale a été réfutée en 1828 par Wöhler qui en faisant chauffer du cyanate d’ammonium a obtenu de l’urée L’analyse élémentaire de tous ces composés naturels montre qu’ils contiennent

Atomes, Ions, Molécules et Fonctions: Introduction à la

1 1 Buts et structure du cours 1 2 Importance de la chimie organique 2 Notions de base exemplifiées par les acides et bases 2 1 Les groupes fonctionnels 2 2 La liaison chimique et la règle de l’octet 2 3 La réaction chimique: L’exemple des réactions acide-base 2 4 Electronégativité: polarité des molécules et influence sur l’acidité

CHIMIE ORGANIQUE - Crans

PLAN DU COURS Chapitre 1 : Introduction à la chimie organique I Les molécules organiques et l’isomérie 1) La chimie organique est la chimie des composés du carbone 2) La représentation topologique 3) Les hydrocarbures 4) Autres groupes fonctionnels importants 5) L’isomérie : isomérie de structure et stéréo-isomérie

Exercices du chapitre Chimie 3 : Suivi temporel d’une

d'iodure de potassium de concentration Cl = O, 10 mol L-1 acidifiée avec de I'acide sulfurique en excès, 8,0 ml- d'eau et un volume = 2,0 mL d'eau oxygénée à la concentration C2 = O, 10 mol L-1 On remplit une cuve spectrophotométrique, et on relève les valeurs de I'absorbance au cours du temps On détermine alors, grace à la loi

de chimie générale - Dunod

de chimie générale Structure de la matière Élisabeth Bardez Professeur des Universités honoraire au Conservatoire National des Arts et Métiers (Paris) 3e édition Cours + Exos 9782100780938-Lim fm Page I Mardi, 24 avril 2018 12:25 12

HO 3 HO COURS DE CHIMIE ORGANIQUE HETEROCYCLIQUECOURS DE

La chimie des composés hétérocycliques est l’un des aspects les plus larges et importants de la chimie organique Elle est présente dans tous les domaines mais peu d’études lui sont consacrées Un composé hétérocyclique ou tout simplement « hétérocycle » est un composé dont le cycle excepté l’atome de C,

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Chimie minérale systématique I

Non-métaux et métalloïdes

1 Les éléments chimiques

1.1 Le tableau périodique

1.2 Répartition naturelle des éléments

1.3 L'origine des éléments

2 L'hydrogène

2.1 Généralités

2.2 Propriétés et composés

2.3 Production et utilisation

2.4 Les eaux naturelles

3 Les gaz nobles

3.1 Généralités

3.2 Utilisation des corps simples

3.3 Composés de gaz nobles

4 Les halogènes

4.1 Généralités

4.2 Corps simples et hydrures

4.3 Les oxacides5 Les chalcogènes

5.1 Généralités

5.2 Corps simples et hydrures

5.3 Oxydes et oxacides du soufre

6 Les pnictogènes

6.1 Généralités

6.2 Corps simples et hydrures

6.3 Oxydes et oxacides

7 Les cristallogènes

7.1 Généralités

7.2 Corps simples, hydrures et halogénures

7.3 Oxydes et oxacides

8Le bore

8.1 Généralités

8.2 Halogénures, oxyde et oxacides

1 Les éléments chimiques : Le tableau périodique

Eléments chimiques connus : 118

Eléments chimiques naturels : 91

Eléments chimiques artificiels : 27Métalloïdes : B, Si, As, At

Semi-métaux : Ge, Sb, Te, PoMétaux Non-métaux En général, les métaux apparaîssent dans la nature sous

forme cationique, les non-métaux sous forme anionique. 2 Les éléments chimiques : répartition naturelle

Abondance terrestre :

O 49.9 %, Si 25.8 %

Al 7.6 %, Fe 4.7 %, Ca 3.4 %

Na 2.6 %, K 2.4 %, Mg 1.9 %

H 0.9 %, Ti 0.4 %, N 0.3 %

Cl 0.2 %, C 0.09 %

Segment d'une coupe

du globe400 km 16 km

2900 km

3500 kmAtmospère

Lithosphère, hydrosphère, biosphère

Manteau de la Terre

Noyau de la TerreRégion terrestre

3

L'origine des éléments chimiques

Modèle du " Big Bang »

Suite à une période dense et chaude de l'univers, la matière cosmique primitive (plasma de neutrons, protons et électrons) subit une expansion et se refroidit. Les éléments chimiques naissent par nucléosynthèse.

Fusion nuléaire à partir de l'élément hyrogène (proton) se déroulant dans les astres :

4 H 11

He + 2 e

4 20 1 (*) Cette particule est un positron : e

T = 5778 K

(surface solaire) He + 42
Be 8 4 (manteau solaire) He + 4 2 He 4 2 Be 8 4 C 12 6

également :O, Ne, Mg, Si, S

atomes plus lourds, maximum de stabilité :Fe et Ni (noyau solaire)(*) (T= 15 millions de degrés au coeur) 4

L'hydrogène : généralités

L'hydrogène est l'élément numéro 1 du tableau périodique. C'est l'élément le plus léger et le plus fréquent de l'univers (90 % de la matière cosmique).

Corps simple

Molécule diatomique : H

2

P.E. -253°C, P.F. -259°C

M = 2.0154 g/mol

ȡ= 0.08987 g/l (0°C, 1bar)

IsotopesHydrogène:

1 H(1 p , 1 e ), deutérium: 2 H(1 p , 1 n, 1 e ), tritium: 3 H(1 p , 2 n, 1 e Répartition dans l'hydrogène naturel 1 : 10 -4 : 10 -15 HH

Longueur de liaison: 74 pm

Energie de liaison: 436 kJ/mol

Elément

chimiqueConfiguration

électroniqueAbondance

terrestreOccurrence naturelle Découverte H1s 1

0.9 % H

2 O et organiquesR. Boyle, 1671

H. Cavendish, 1776

A. Lavoisier, 1783

(1 pm = 10 -12 m, 1 Å = 100 pm) 5

L'hydrogène : propriétés et composés

L'hydrogène moléculaire peut être décomposé thermiquement en hydrogène atomique. Il

peut réagir comme réducteur (avec les non-métaux) ou comme oxydant (avec les métaux). H 2(g) 2 H (g) H 2 + ½ O 2 H 2 O H 2 + 2 Li 2 LiH

Etat d'oxydation: H (+1)

Etat d'oxydation: H (-1)

Composés moléculaires

Hydrures ioniques

Exemples: CH

4 , NH 3 , H 2 O, HF

Exemples: LiH, NaH, CaH

2 H C H H H N H H H O H H HF réseau cristallin formé de Li et H (type NaCl) 6

L'hydrogène : production et utilisation

L'hydrogène moléculaire est synthétisé soit àpartir de l'eau soit à partir du pétrole. La pro-

duction mondiale annuelle est estimée à 300 millions de tonnes. Il est utilisé principalement

pour la synthèse de l'ammoniac et du méthanol. CH 4 + H 2 O3 H 2 + CO

Craquage du gaz naturel

300 °C

2 C n H 2n+2 + O 2

2(n+1) H

2 + 2n CO

200 °C

Oxydation partielle du pétrole

2 H 2 O2H 2 + O 2

électrolyse

2 NaCl + 2 H

2 OH 2 + Cl 2 + 2 NaOH

électrolyse

Procédés électrolytiques (6 %)Procédés pétrochimiques (> 90 %)

Applications synthétiques (> 60 %)

N 2 + 3 H 2 2NH 3 catalyseur

CO + 2 H

2 CH 3 OH catalyseur

Electrolyse de l'eau

Electrolyse chlore-alcali

Procédé selon Haber-Bosch

Procédé selon Mittasch

7

Les eaux naturelles

Les trois quart de la surface terrestre sont recouverts d'eau. Outre H 2

O liquide, on trouve

aussi H 2

O solide (calottes polaires, glaciers) et H

2

O gazeux (atmosphère humide). L'éva-

poration et la précipitation de l'eau constituent le cycle hydrolytique de la terre.

Ions principaux :Na

, K , Mg 2+ ,Ca 2+ , Cl , SO 42-
; Gaz principaux : CO 2 , O 2 Propriétés physiques de l'eau entraînant des conséquences environmentales L'eau liquide est plus dense que la glace, raison pour laquelle l'eau se dilate en gélant.

L'eau possède une grande masse volumique, raison pour laquelle les hydrocarbures flottent à sa surface.

L'eau a une capacité calorifique et une chaleur de vaporisation élevées, raison pour laquelle les plans

d'eau ont tendance à modérer les variations de température. Substances présentes dans l'eau de mer (salinité moyenne 3.5%) :

Ions principaux : Na

, K , Mg 2+ ,Ca 2+ , Fe 2+ , Cl , SO 42-
, HCO 3- ; Gaz principaux : CO 2 , O 2 Substances présentes dans l'eau douce (salinité moyenne < 0.1%) : Les pluies acides (pH < 5.6) : Sources acides principales : H 2 SO 4 (émissions de SO 2 ) et HNO 3 (émissions de NO et NO 2 Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4(s) + 6 H 3 O +(aq) 2 Al

3+(aq)

+ 2 SiO 2(s) + 11 H 2 O (l) Conséquence : Acidification des eaux superficielles et des terreaux argile sable 8

Les gaz nobles : généralités

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