Le cours⚓
Principe général
Les molécules sont extrêmement petites : on ne peut ni les voir à l’œil nu, ni même avec un microscope. Elles sont séparées par du vide.
Il existe une infinité de sortes de molécules différentes qui ont parfois des formes compliquées à représenter. Pour simplifier, on peut représenter une molécule par une forme géométrique simple (par exemple un cercle, un carré, un triangle, etc.) à condition d’ajouter une légende précisant ce que chaque forme représente.
Toutes les molécules d’une même sorte, ou d’un même type sont toutes parfaitement identiques. On ne peut pas les distinguer. Par exemple une molécule d’eau prélevée au hasard dans un verre d’eau sur Terre est exactement identique à une autre molécule d’eau prélevée au hasard dans l’atmosphère de la planète Neptune.
Les états et changements d'état de la matière
Les différents états physiques d’une substance dépendent uniquement de la façon dont sont organisées les molécules les unes par rapport aux autres. Dans chaque état physique, les molécules restent les mêmes.
L'état solide
\(\color{red}{Propriétés~microscopiques~d'un~solide}\)
À l’état solide, les molécules sont liées entre elles, en contact les unes avec les autres et bien ordonnées. On parle d'état compact et ordonné. Elles sont immobiles mais peuvent toutefois vibrer.
L'état liquide
\(\color{red}{Propriétés~microscopiques~d'un~liquide}\)
Les molécules sont peu liées et glissent les unes sur les autres, elles sont mobiles. On parle d'état compact et désordonné.
L'état gazeux
\(\color{red}{Propriétés~microscopiques~d'un~gaz}\)
Les molécules sont très espacées (et séparées par du vide), très agitées et animées de mouvements rapides. On parle d'état dispersé et désordonné.
Les changements d'état
Lorsqu’on chauffe une substance, ses molécules s’agitent de plus en plus. Inversement, si on refroidit la substance, ses molécules s’agitent de moins en moins.
En chauffant un solide, les molécules vont vibrer de plus en plus fort jusqu’à ce que les molécules se déplacent les unes par rapport aux autres. On passe alors à l’état liquide. Si on continue de chauffer le liquide, les molécules vont se déplacer de plus en plus vite jusqu’à ce qu’elles ne soient plus liées entre elles et qu’elles s’éloignent les unes des autres. On passe alors à l’état gazeux.
Dans chaque cas, le changement d’état ne modifie que l’organisation des molécules, il ne modifie pas les molécules elles-mêmes ni leur nombre.
Lors d’un changement d’état, le nombre et le type de molécule ne changent pas. Il y a conservation de la masse.
Par contre le volume de la substance est modifié lors du changement car les molécules ne sont plus espacées de la même façon.
Complément :
Il y a environ 4 millions de milliards de milliards de molécules d’eau dans un verre d’eau.
On ne peut pas refroidir indéfiniment une substance car ses molécules vont finir par être « immobiles ». Il existe donc une température minimale qui ne peut être dépassée : le zéro absolu. Cette température vaut – 273,15 °C.
Pour aller plus loin !⚓
Corps purs et mélanges
Au niveau microscopique, un corps pur est une substance constituée d’une seule sorte de molécules.
Un mélange est une substance constituée de plusieurs sortes de molécules.
Dissolution
Lors d’une dissolution, les molécules du soluté se dispersent parmi les molécules du solvant.
Comme dans les autres transformations physiques, le nombre et le type de molécule ne changent pas. Il y a conservation de la masse.
