Physique Chimie 3ème

Définitions atome, molécule, ion

Définir un atome, une molécule et un ion et distinguer leurs caractéristiques essentielles.

Structure de l'atome

Décrire la structure d'un atome (noyau central et électrons périphériques) et comparer les tailles du noyau et de l'atome.

Particules subatomiques

Identifier les trois particules subatomiques (proton, neutron, électron) et leurs charges électriques relatives (+1, 0, -1).

Notation atomique

Utiliser la notation ${}^{A}_{Z}X$ et définir le numéro atomique $Z$ (nombre de protons) et le nombre de masse $A$ (nucléons).

Formule brute

Écrire la formule brute d'une molécule à partir de sa composition en atomes (exemple de l'éthanol $C_2H_6O$).

Tableau périodique

Situer un élément dans le tableau périodique classé par numéro atomique croissant et connaître sa structure (18 colonnes, 7 périodes).

Cations et anions

Distinguer un cation (ion positif) d'un anion (ion négatif) et expliquer la perte ou le gain d'électrons.

Formules ioniques

Écrire la formule ionique d'une solution ionique (ex: sulfate de cuivre $(\mathrm{Cu}^{2+} + \mathrm{SO}_4^{2-})$ ou chlorure de fer III).

Tests de précipitation

Identifier un ion en solution par un test de précipitation avec la soude ou le nitrate d'argent et reconnaître la couleur du précipité formé.

Équations de précipitation

Écrire l'équation chimique équilibrée d'une réaction de précipitation entre deux ions en solution (ex: $\mathrm{Cu}^{2+} + 2\mathrm{HO}^- \rightarrow \mathrm{Cu(OH)}_2$ précipité bleu).

Neutralité électrique

Vérifier la neutralité électrique d'une solution ionique en égalisant la somme des charges positives et négatives.

Composition des ions

Calculer le nombre de protons, d'électrons et de neutrons dans un ion à partir de son symbole et de sa charge.

Échelle de pH

Situer une solution sur l'échelle de pH de 0 à 14 (acide < 7, neutre = 7, basique > 7).

Ions caractéristiques

Associer les ions $\mathrm{H}^+$ aux solutions acides et les ions $\mathrm{HO}^-$ aux solutions basiques.

Mesure du pH

Nommer et décrire les trois méthodes de mesure du pH (papier pH, indicateur coloré, pH-mètre).

Dilution et pH

Expliquer que la dilution d'une solution acide ou basique fait rapprocher son pH de 7.

Précautions de sécurité

Citer les équipements de protection individuelle nécessaires (gants, lunettes, blouse) pour manipuler des solutions corrosives.

Réaction de neutralisation

Écrire l'équation de la réaction de neutralisation entre un acide et une base formant de l'eau ($\mathrm{H}^+ + \mathrm{HO}^- \rightarrow \mathrm{H_2O}$).

Types de transformations

Différencier une transformation physique, une transformation chimique et un mélange.

Équations de combustion

Écrire et équilibrer les équations de combustion du carbone, du méthane, du propane et de l'éthanol.

Réactions acide-métal

Écrire l'équation de la réaction entre un acide et un métal (fer, zinc, aluminium) avec production de dihydrogène gazeux.

Conservation de la masse

Appliquer le principe de conservation de la masse et des atomes (le nombre d'atomes de chaque élément est conservé) dans une réaction chimique.

Ions spectateurs

Identifier les ions spectateurs qui ne participent pas à la réaction chimique dans une équation ionique.

Tests caractéristiques gaz

Décrire les tests caractéristiques du dihydrogène (détonation), du dioxyde de carbone (trouble l'eau de chaux) et du dioxygène (ravive une braise).

Composition de l'air

Citer les principaux gaz de l'atmosphère et leurs proportions (78 % de diazote $\mathrm{N_2}$, 21 % de dioxygène $\mathrm{O_2}$, 0,93 % d'argon, 0,04 % de dioxyde de carbone).

Propriétés des gaz

Décrire les propriétés de l'azote (inerte), de l'oxygène (nécessaire à la respiration et à la combustion) et du dioxyde de carbone (effet de serre).

États de la matière

Décrire l'organisation et le mouvement des molécules dans les trois états (solide compact et ordonné, liquide compact et désordonné, gaz dispersé).

Masse volumique

Calculer la masse volumique $\rho$ d'un matériau avec la formule $\rho = \frac{m}{V}$ et convertir les unités (g/cm³ et kg/m³).

Mélange gazeux

Expliquer que l'air est un mélange de gaz et indiquer sa masse volumique approximative (environ 1 g/L).

Formes et sources d'énergie

Citer les cinq formes d'énergie (mécanique, thermique, chimique, électrique, lumineuse) et classer les sources en renouvelables et non-renouvelables.

Conversion d'énergie

Expliquer les conversions d'énergie dans une pile (chimique $\rightarrow$ électrique) et dans un alternateur (cinétique $\rightarrow$ électrique).

Énergie mécanique

Calculer l'énergie potentielle de position $\mathrm{Ep} = m \times g \times h$ et exprimer l'énergie mécanique $\mathrm{E}_m = \mathrm{E}_c + \mathrm{E}_p$.

Puissance électrique

Calculer la puissance électrique $P = U \times I$ en courant continu et en courant alternatif (valeurs efficaces).

Énergie électrique

Calculer l'énergie électrique $E = P \times t$ et convertir entre joules (J), wattheures (Wh) et kilowattheures (kWh).

Tension alternative

Décrire les caractéristiques de la tension du secteur (fréquence 50 Hz, période 20 ms, tension efficace 230 V, tension maximale 320 V).

Loi d'Ohm

Appliquer la loi d'Ohm $U = R \times I$ pour calculer la tension, l'intensité ou la résistance dans un circuit avec un conducteur ohmique.

Lois des circuits

Appliquer les lois des tensions : additivité en série ($U_G = U_1 + U_2 + ...$) et unicité en dérivation ($U_G = U_1 = U_2 = ...$).

Sécurité électrique

Associer la section des fils électriques à l'intensité maximale admissible (ex: 1,5 mm² pour 16 A) et choisir le disjoncteur adapté.

Production électrique

Indiquer la répartition de la production électrique en France en 2017 (70 % nucléaire, 20 % renouvelables).

Consommation et coût

Calculer l'énergie consommée $E = P \times t$ et son coût en utilisant les unités adaptées (kWh et euros).

Distance d'arrêt

Exprimer la distance d'arrêt $D_A = D_R + D_F$ (somme de la distance de réaction et de freinage) en sécurité routière.

Mouvements et vitesse

Définir le référentiel et la trajectoire, calculer la vitesse moyenne $v = \frac{d}{\Delta t}$ et identifier le type de mouvement (rectiligne uniforme, non uniforme, circulaire).

Poids et gravitation

Différencier la masse (kg) et le poids (N), calculer le poids $P = m \times g$, appliquer la loi de gravitation $F = G \frac{m_1 m_2}{d^2}$ et définir l'impesanteur.

Caractéristiques du son

Décrire le son comme une onde mécanique se propageant dans un milieu matériel (vitesse ~340 m/s dans l'air) et définir sa fréquence, amplitude et durée.

Spectre électromagnétique

Décrire la lumière comme une onde électromagnétique (vitesse $c = 3 \times 10^8$ m/s) et classer les ondes du spectre (radio, infrarouges, visible, ultraviolets, X, gamma).

Système solaire

Décrire le Système solaire (8 planètes, types telluriques et gazeuses), passer du modèle géocentrique au modèle héliocentrique, et utiliser les unités UA et année-lumière.

Signaux et codage

Différencier un signal analogique continu d'un signal numérique discret (codage binaire 0 et 1) et expliquer les conditions de formation d'une ombre et de visibilité d'un objet.