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Transcription de la vidéo

depuis toujours nous avons observé d'intrants environnement pour tenter de le comprendre et aux ancêtres ont très vite compris qu autour de nous le monde était composé de différentes substances qui avait des propriétés différentes par exemple certaines vont réfléchir la lumière d'une certaine façon d'autres non on va avoir des substances de couleurs différentes certaines vont être liquide à partir d'une certaine température ou d'autres sous forme de gaz ou de solides à la même température ces différentes substances vont réagir différemment les unes avec les autres sous différentes conditions il y en a ici en photo un exemple de trois de ces substances ici on a par exemple le carbone sous sa forme graphite ici on a en fait une photo de plomb et ici il s'agit d'or donc on a ici trois exemples de trois substances différentes et on a donc vite compris que le monde autour de nous et est constitué de ses shows de ces substances avec des propriétés différentes et les questions qu'on se posait depuis l'antiquité de manière philosophique c'est qu'est ce qui constitue vraiment la matière et qu'est ce qui différencie à la plus petite échelle possible ces différentes substances le carbone le plomb et l'or par exemple ici c'est à dire si on regarde ce morceau de graphite de carbone qu'on le coupon deux qu'on ne coupe à nouveau en deux qu'on leur coupe qu'on leur coupe et qu'on continue à le couper en morceaux de plus en plus petit eh bien quelle va être la taille du morceau minimale qui va garder les propriétés du carbone et si on coupe ce morceau de taille minimale et bien on n'a plus le carbone et cette brique élémentaire de carbone si elle existe qu est ce qui la différencie de la brique élémentaire qui constitue le plomb et de la brique alimentaire qui constitue l'or est bien ce qu on sait maintenant après des centaines des milliers d'années de recherche et de réflexion c'est que ces briques élémentaires existent elles s'appellent les atomes et qu'on va appeler éléments les substances qui présente ses propriétés différentes donc le monde est constitué d'atomes de différents éléments et différents éléments ça va être le carbone le plomb et l'or par exemple sur ces photos ici ce morceau de graphite ici est constitué uniquement d'atomes de l'élément carbone ici on a uniquement des atomes de l'élément plomb et si on a uniquement des atomes de l'élément or mais évidemment toute matière n'est pas constitué que d'un seul élément si je prends l'eau par exemple l'ol n'est pas constitué d'un seul type d'atomes d'un tel élément elle est constituée à la fois d'hydrogène et d'oxygène et tous ces éléments qui vont constituer la matière est constitué le monde qui nous entoure on les retrouve classé dans le tableau périodique des éléments on retrouve dans ce tableau les éléments dont le monde est majoritairement composé autour de nous c'est à dire le carbone l'oxygène évidemment l'hydrogène l'azoté on retrouve le plomb qu'on a vu sur la photo ici et puis lors également qu'il n'est pas très loin du plomb dans le tableau périodique sur la même ligne et on en trouve encore plein comme le silicium le phosphore le soufre et c'est tous les éléments qui constituent le monde qui nous entoure sont classés dans ce tableau périodique et la faune la plus basique de ces éléments c'est donc l'atome c'est la plus petite unité d'un élément qu'on peut avoir la brique élémentaire pour avoir du carbone il faut avoir au minimum un atome de carbone peut pas avoir moins d'un atome de carbone pour avoir du carbone et on peut se demander mais quelle est la taille à peu près d'un atome qu'est ce que ça représente d'avoir un atom est ce que c'est quelque chose de très gros de très petit mais un atom c'est très très très très très petit c'est minuscule pour donner un ordre de grandeur on peut imaginer là j'ai dessiné par exemple un cheveu un cheveu humain donc là on voit une certaine longueur et puis si c'est le diamètre du cheveu et bien le diamètre de ce cheveu ici dans cette longueur correspondant aux des maîtres du cheveu on peut mettre à peu près un million d'atomes de carbone 10 puissance 6 atomes de carbone le cheveu majoritairement constitué de carbone on a à peu près un million d'atomes de carbone qui ont comme longues heures en tout le diamètre d'un cheveu donc un atom c'est vraiment quelque chose de minuscules et ce qui est très intéressant c'est de voir que ces atomes différents vont procurer finalement à l'élément des propriétés tout à fait différente on voit déjà bien sûr les photos ici que entre le carbone graphite le plomb et l'or on a des aspects très différents des couleurs très différentes et visiblement des propriétés physiques différentes et pourtant quelle que soit l'élément chaque atome est constitué des mêmes sous briques élémentaires il y en a seulement 3 la première c'est le proton et le nombre de protons qu'on va avoir dans un atome va définir la nature de cet atome c'est à dire de quels éléments il s'agit et c'est le nombre convoi inscrits dans le tableau périodique au dessus du symbole de l'élément ici au dessus de l'hydrogène on voit un ce qui signifie que dans l'atome nitrogène on a un proton ici ce nombre ici qu'on appelle le numéro atomique s'est littéralement égales par définition au nombre de protons qu'on a dans cet atome et dans le noyau de cet atome plus précise m on voit donc dans ce tableau périodique les éléments sont classés par nombre de protons croissant on ad'abord l'hydrogène avec un proton ensuite on à l'hélium avec 2 puis le lithium avec 3 le béryllium avec 4 etc etc pour le carbone par exemple on a six proton on ne peut pas avoir cette protons dans un atome de carbone sinon on a de l'azoté donc le nombre de protons c'est vraiment ce qui définit la nature de l'élément donc le proton va définir de quels éléments il s'agit ensuite la deuxième sous briques élémentaires qu'on va avoir pour constituer un atom c'est l'électron est la troisième c'est le neutron chaque atome est constitué uniquement de protons électrons et de neutrons et ça va être les proportions les quantités de ces différentes briques élémentaires qui vont donner à l'élément ses propriétés particulières et le monde qui nous entoure est uniquement constituée de ses sous briques élémentaires ici et simplement le fait d'avoir des proportions différentes et des nombres différent de protons d'électro et de neutrons dans un atome vont conférer à l'élément des propriétés tellement différentes que ça va nous permettre d'avoir toute la diversité qui existe autour de nous comment est ce qu'on peut se représenter du coup un atom sachant qu'il est constitué de protons d'électro et de neutrons temps à prendre l'exemple du carbone et en l'occurrence du carbone douce donc le carbone le carbone douce est l'un des isotopes du carbone le carbone est définie par son nombre de protons on voit sur le tableau périodique dans chaque atome de carbone dans chaque noyaux d'atomes de carbone on a six creton et on peut représenter cet atome de manière très simplifiée par exemple en dessinant les six proton qu'on a 1 2 3 4 5 6 dans le noyau et puis en dessinant également les neutrons ici il s'agit de carbone 12 ce qui signifie qu'en tout on à la somme neutrons plus proton qui fait 12 dans le noyau on verra sa définition un petit peu plus tard donc si on a déjà six protons dans le noyau du carbone est bien également si neutrons donc je verrai dessiner mais si neutrons 1 2 3 4 5 6 donc voilà ici on a le noyau du carbone et puis autour de ce noyau on va trouver les électrons en les électrons ce sont des particules qui sont très très très petit avec une masse très très faibles qui vont se déplacer autour de ce noyau donc les bustes différents modèles pour représenter un atom un des modèles très très simple c'est d'imaginer que les électrons où gravitent autour du noyau sais vraiment pas ce qui se passe dans la réalité mais la réalité est très complexe on va faire appel à de la physique quantique et de la mécanique quantique pour comprendre le mouvement des électrons autour du noyau donc c'est pas quelque chose qui est facile à se représenter du tout une façon très simple dans un premier temps c'est de se dire que les électrons vont être autour du noyau et graviter autour de noyaux ou avoir des mouvements avec des vitesses très grande tout autour du noyau le nombre d'électrons va dépendre de si l'atome ici va être neutres ou chargé comment savoir combien on a d'électrons dans notre atomes de carbone et bien ce qu'il faut savoir c'est que les protons sont les particules qui sont chargés positivement et les électrons sont des particules qui sont chargées négativement si notre atom il neutre s'il ne porte pas de charge ce qui est le cas ici ça signifie qu'on a autant de charges positives que de charges négatives dans notre atom donc on a autant d'électrons que de protons le carbone étant définie par son nombre de protons pilier 6,6 et atom ici est neutre eh bien on a également six électrons dans cet atome de carbone donc j'ai bien représentée ici 1 2 3 4 5 6 et l'ecc 30 donc on a ce noyau ici qui contient 6 proton et si neutrons 6 électrons qui vont bouger tout autour du noyau avec des mouvements très compliqué à expliquer en tout cas simplement s'imaginer dans un premier temps que ces électrons bouge circulent tout autour du noyau on peut se poser la question de comment ça c'est que cet atome à une certaine cohésion et existe alors qu'on a quand même trois types de particules qui le composent et qu'on a des interactions force entre les protons chargés positivement les électrons négativement et bien justement le fait que les électrons et les protons soit chargée avec des charges opposées fait qu'ils sont attirés l'un à l'autre on va avoir des forces électrostatiques qui vont maintenir ici ces électrons dans cet atome de carbone attirés par les protons du noyau et en plus le fait que ces électrons à une certaine vitesse et bouge de manière très rapide fait qu'on va pas avoir de collisions entre l'électron et les protons et simplement avoir une interaction une force d'attraction qui permet à cet atome d'exister avec cette cohésion là en revanche les électrons ici certes ils sont attirés par le noyau mais ils peuvent aussi être arrachés ou récupérés par d'autres atomes et une grande partie notre compréhension de la chimie et des réactions chimiques repose justement sur l'étude de ces électrons et de ce qu'on appelle la configuration électronique des atomes c'est à dire les différents niveaux d'énergie que ces électrons vont occuper dans l'atome et cette compréhension là va nous permettre de poser les bases de tout un ami des réactions chimiques et des réactivité chimique et de pouvoir prédire ce qui se passe lorsque des atomes vont se rencontrer vont réagir ensemble que ce soit des atomes d'un même élément où que ce soit des atomes d'éléments différents avec des lions qui vont se former des liaisons qui vont se rompre des électrons qui vont être arrachés des électrons qui vont être récupérés bref tout ce qui fait l'étude de la réactivité chimique on verra par exemple dans des vidéos suivantes qu' on peut avoir un atom d'un autre élément qui va récupérer par exemple changer de couleur cet électron ici parce qu'il va avoir une affinité plus forte avec les électrons que le carbone ce carbone il aura alors plus de protons que d'électrons et 1 aura donc plus de charges positives que de charges négatives pour cet atome de carbone avec 5 électrons seulement pour six proton qui sont chargés positivement et globalement on aura donc une charge formelle pour ces atomes de carbone une charge formelle positive en tout cas ce qu'il y à bien retenir de cette vidéo c'est que la brique fondamentale de la matière c'est l'atome et que l'atom est lui même constituée de trois particules élémentaires qui sont les protons chargés positivement qui vont définir de quels éléments il s'agit le nombre de protons définit vraiment de quels éléments il s'agit les électrons qui sont chargées négativement et dans l'étude va être à la base d'une grande partie des réactions chimiques et les neutrons et les neutrons qui vont également avoir un rôle puisque un élément est définie par son nombre de protons mais qu'on peut avoir plusieurs versions de l'élément qui existent avec des nombre de neutrons différents c'est ce qu'on va appeler des isotopes