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Parcours certifiant 140 · 2 modules offerts

Structure de la matière : atomes, molécules et liaisons chimiques

Comprendre de quoi est faite la matière, pourquoi les atomes s'assemblent et comment la forme d'une molécule explique ses propriétés

Domaine : Chimie Fondamentaux 30 h de travail 6 modules En français
  • 24leçons
  • 6labs
  • 6simulations
  • 6quiz
  • 1serious game
La promesse du parcours

En 30 heures, tu apprends à décrire un atome et ses électrons, à te servir du tableau périodique pour prévoir, à dessiner les molécules puis à les voir en trois dimensions, et à expliquer par leurs liaisons pourquoi le sel est cassant, pourquoi le cuivre conduit et pourquoi la glace flotte.

Académie Elprofessor SibaEn ligne, à ton rythme, avec un certificat à la fin

Ce que tu sauras faire

  • Décrire un atome par son numéro atomique, son nombre de masse et ses isotopes, et calculer une masse molaire et une quantité de matière
  • Relier les couleurs émises par les atomes aux niveaux d'énergie de leurs électrons
  • Écrire la configuration électronique d'un élément avec les nombres quantiques et les règles de Klechkowski, de Pauli et de Hund, en connaissant les exceptions courantes
  • Prévoir le rayon, l'énergie d'ionisation, l'électronégativité et le caractère métallique d'un élément d'après sa place dans le tableau périodique, et vérifier la prévision sur des données de référence
  • Écrire le schéma de Lewis d'une molécule ou d'un ion, calculer les charges formelles et écrire les formes mésomères
  • Prévoir la géométrie d'une molécule avec la méthode VSEPR, en déduire sa polarité et la contrôler sur un modèle en trois dimensions
  • Expliquer les liaisons simples, doubles et triples par les liaisons σ et π et par l'hybridation, et construire le diagramme d'orbitales moléculaires d'une molécule diatomique pour en tirer l'ordre de liaison et le magnétisme
  • Expliquer par le type de liaison et par les forces entre molécules la température de fusion, la solubilité et l'état physique d'une substance

Pour qui, et avec quoi

Ce parcours est fait pour

  • Étudiants des premières années de sciences : chimie, génie des procédés, environnement, biologie, agroalimentaire, physique ou géologie
  • Étudiants qui reprennent la chimie générale avant un examen ou un concours, où qu'ils vivent dans le monde francophone
  • Enseignants de physique-chimie qui veulent revoir les bases avant de les enseigner
  • Techniciens de laboratoire qui veulent comprendre la matière qu'ils analysent

Avant de commencer

  • Les notions de physique-chimie du lycée : atome, ion, molécule, formule chimique
  • Le calcul avec les puissances de dix et les fractions, avec une calculatrice scientifique
  • Un ordinateur sous Windows, macOS ou Linux pour installer le logiciel libre Avogadro ; sans ordinateur, les labs se font sur papier et avec des modèles fabriqués à la main
  • Aucun produit chimique à manipuler : tout le parcours se fait par la prévision, le dessin et la modélisation

Ce qu'il te faut

Avogadro, logiciel libre de construction et de visualisation de molécules en trois dimensions, pour Windows, macOS et Linux (à télécharger sur son site officiel)Un tableau périodique à jour, par exemple celui que l'IUPAC publie en libre accèsDes tables de données de référence en ligne : énergies d'ionisation, masses atomiques, températures de changement d'étatUn tableur (LibreOffice Calc, Excel ou équivalent) pour tracer une courbePapier, crayons de couleur, rapporteur et calculatrice scientifiqueFacultatif : pâte à modeler et cure-dents pour fabriquer des modèles moléculaires à la main

Comment tu apprends

01

Tu suis les leçons

24 leçons courtes, 4 h 28 au total, avec leurs diapositives et leurs points clés.

02

Tu pratiques dans les labs

6 labs : une consigne concrète, un livrable à rendre et des critères pour vérifier ton travail.

03

Tu t'entraînes

6 simulations de situations réelles et 6 quiz. La correction arrive tout de suite, avec son explication.

04

Tu prouves ce que tu sais

Un serious game pour décider en situation, puis un projet final à rendre. Ce sont les deux épreuves qui mènent au certificat Elprofessor.

Le programme, module par module

6 modules, dont 2 modules offerts24 leçons4 h 28 de leçons30 h de travail au total

Les leçons des modules offerts se lisent aussi sans compte : touche le titre d'une leçon.

Module 01OffertL'atome et ses électrons4 leçons · 43 min · 1 lab · 1 simulation · 1 quiz

Objectif : Décrire un atome par son noyau, ses isotopes et sa masse molaire, relier la lumière qu'il émet à ses niveaux d'énergie, et écrire la configuration électronique d'un élément avec le modèle quantique simplifié.

  1. Leçon 01De quoi est fait un atomeLire la leçon sans compte10 min
  2. Leçon 02Isotopes, masse atomique et moleLire la leçon sans compte11 min
  3. Leçon 03La lumière des atomes et les niveaux d'énergieLire la leçon sans compte10 min
  4. Leçon 04Orbitales et configuration électroniqueLire la leçon sans compte12 min
  5. LabFiches d'identité de six atomesÀ rendre
  6. SimulationLa question de l'élève de Kankan4 choix
  7. QuizQuiz du module 0180 % de bonnes réponses pour le valider5 questions
Module 02OffertLe tableau périodique comme outil de prévision4 leçons · 43 min · 1 lab · 1 simulation · 1 quiz

Objectif : Prévoir le rayon, l'énergie d'ionisation, l'électronégativité et le caractère métallique d'un élément d'après sa place dans le tableau, vérifier ces prévisions sur des données de référence et expliquer les grandes familles chimiques.

  1. Leçon 01Lire le tableau périodiqueLire la leçon sans compte10 min
  2. Leçon 02Charge nucléaire effective et taille des atomesLire la leçon sans compte11 min
  3. Leçon 03Énergie d'ionisation et affinité électroniqueLire la leçon sans compte11 min
  4. Leçon 04Électronégativité, caractère métallique et famillesLire la leçon sans compte11 min
  5. LabPrévoir avant de vérifierÀ rendre
  6. SimulationLe stagiaire du laboratoire d'analyse des eaux4 choix
  7. QuizQuiz du module 0280 % de bonnes réponses pour le valider5 questions
Module 03La liaison covalente et les schémas de Lewis4 leçons · 45 min · 1 lab · 1 simulation · 1 quiz

Objectif : Expliquer pourquoi des atomes partagent des électrons, écrire le schéma de Lewis d'une molécule ou d'un ion, calculer les charges formelles pour choisir la meilleure structure et repérer les formes mésomères et les exceptions à l'octet.

  1. Leçon 01Pourquoi les atomes se lient10 min
  2. Leçon 02Écrire un schéma de Lewis pas à pas12 min
  3. Leçon 03Les charges formelles11 min
  4. Leçon 04Mésomérie et exceptions à l'octet12 min
  5. LabDix schémas de Lewis commentésÀ rendre
  6. SimulationLe schéma du groupe de révision4 choix
  7. QuizQuiz du module 0380 % de bonnes réponses pour le valider5 questions
Module 04La géométrie des molécules4 leçons · 45 min · 1 lab · 1 simulation · 1 quiz

Objectif : Prévoir la forme d'une molécule avec la méthode VSEPR, en déduire sa polarité et vérifier la prévision sur un modèle en trois dimensions construit avec un logiciel libre.

  1. Leçon 01Le principe VSEPR11 min
  2. Leçon 02Doublets non liants et formes réelles11 min
  3. Leçon 03De la liaison polaire à la molécule polaire11 min
  4. Leçon 04Vérifier en trois dimensions avec Avogadro12 min
  5. LabHuit molécules en trois dimensionsÀ rendre
  6. SimulationLa question en direct à la radio4 choix
  7. QuizQuiz du module 0480 % de bonnes réponses pour le valider5 questions
Module 05Orbitales, hybridation et ordre de liaison4 leçons · 46 min · 1 lab · 1 simulation · 1 quiz

Objectif : Expliquer une liaison simple, double ou triple par le recouvrement d'orbitales et l'hybridation, construire le diagramme d'orbitales moléculaires d'une molécule diatomique et relier l'ordre de liaison à la longueur, à la stabilité et au magnétisme.

  1. Leçon 01Liaisons σ et π11 min
  2. Leçon 02L'hybridation sp³, sp² et sp12 min
  3. Leçon 03Les orbitales moléculaires des diatomiques12 min
  4. Leçon 04Ordre de liaison, stabilité et magnétisme11 min
  5. LabDiagrammes d'orbitales et hybridationsÀ rendre
  6. SimulationL'azote de l'air et le champ de maïs4 choix
  7. QuizQuiz du module 0580 % de bonnes réponses pour le valider5 questions
Module 06Liaisons ionique et métallique, forces entre molécules4 leçons · 46 min · 1 lab · 1 simulation · 1 quiz

Objectif : Expliquer, par le type de liaison et par les forces entre molécules (van der Waals, liaison hydrogène), la température de fusion, la température d'ébullition, la solubilité et l'état physique d'une substance.

  1. Leçon 01La liaison ionique et les cristaux12 min
  2. Leçon 02La liaison métallique11 min
  3. Leçon 03Les forces de van der Waals11 min
  4. Leçon 04La liaison hydrogène, la solubilité et l'état physique12 min
  5. LabDouze substances classées et expliquéesÀ rendre
  6. SimulationLes bouteilles de jus au congélateur4 choix
  7. QuizQuiz du module 0680 % de bonnes réponses pour le valider5 questions

Le serious game

Serious game · 6 étapesChrono indicatif

$ mission

Une journée au stand de chimie

Une mission en 6 étapes qui reprend tout le parcours. Le scénario complet s'ouvre dans ton espace quand tu as débloqué la suite du parcours.

  1. 01étape
  2. 02étape
  3. 03étape
  4. 04étape
  5. 05étape
  6. 06étape

À chaque étape, tu choisis parmi 4 options numérotées. Ton score et la correction, étape par étape, s'affichent à la fin.

Le projet final

Le dossier de trois substances du quotidien

C'est l'épreuve qui réunit tout le parcours : tu le réalises, puis tu le rends dans ton espace. Il est relu avec une grille de 6 critères. Le sujet complet s'ouvre quand tu as débloqué la suite du parcours.

Ton certificat

Chaque certificat porte un code unique : n'importe qui peut le vérifier en ligne. Il se règle à part, à la fin du parcours : 399 000 GNF. Il t'est délivré quand tu as débloqué la suite du parcours, rempli ces conditions et réglé ton certificat.

  • Avoir terminé les 24 leçons vidéo des six modules
  • Obtenir au moins 80 % à chacun des six quiz (tu peux recommencer, ton meilleur score est gardé)
  • Rendre les six labs avec leur livrable
  • Jouer le serious game jusqu'à la dernière étape
  • Rendre le projet final complet : les trois fiches de substances, le modèle en trois dimensions et la fiche de vulgarisation
  • Le certificat porte un code unique vérifiable en ligne ; il atteste une formation suivie et ne remplace ni un diplôme ni les crédits d'un cursus universitaire

Indépendance. Ce parcours est indépendant : il utilise le logiciel libre Avogadro comme simple outil, sans aucune affiliation avec le projet Avogadro ni avec ses développeurs, et il n'est lié à aucun des organismes dont il cite les données publiques.

Tes questions

Combien coûte ce parcours ?

Rien pour commencer : les deux premiers modules sont offerts avec ton compte membre, le même que pour la Communauté. Leçons, labs, simulations, quiz et tuteur : tu avances sans payer. Ensuite, débloque la suite du parcours pour 100 000 GNF, en un seul paiement : tous les modules suivants et les épreuves finales. Le certificat vérifiable, délivré à la fin, se règle à part : 399 000 GNF.

Comment je paie, et quand mon accès est-il ouvert ?

Quand tu as fini les modules offerts, touche « Débloquer la suite » : WhatsApp s'ouvre avec ton message prêt. Siba te dit comment payer, par Orange Money, Wave ou carte, où que tu sois. Dès que ton paiement est vérifié, il ouvre la suite sur ton compte : tu retrouves tout dans ton espace, là où tu t'es arrêté(e).

Je peux avancer à mon rythme ?

Oui. Tout se passe en ligne : tu suis les leçons quand tu veux, ta progression est gardée sur ton compte et tu reprends là où tu t'es arrêté(e).

Comment mes réponses sont-elles corrigées ?

Les quiz, les simulations et le serious game sont corrigés tout de suite, avec l'explication de chaque réponse. Il faut au moins 80 % à chaque quiz pour le valider ; tu peux recommencer, ton meilleur score est gardé.

Les sources du parcours29 sources consultées pour écrire ce parcours
  1. IUPAC, tableau périodique des éléments en libre accès, version du 4 mai 2022, avec des masses atomiques abrégées issues des valeurs de la CIAAW et, entre crochets, le nombre de masse de l'isotope le plus durable pour les éléments sans isotope stable : iupac.org
  2. CIAAW (Commission des abondances isotopiques et des masses atomiques), Standard Atomic Weights 2024 : intervalles de masse atomique de l'hydrogène, du carbone, de l'oxygène et du chlore, valeur fixe du sodium : ciaaw.org
  3. BIPM, unité de base du SI « la mole » : une mole contient exactement 6,022 140 76 × 10²³ entités élémentaires : bipm.org
  4. NIST Atomic Spectra Database, formulaire des énergies d'ionisation des atomes et des ions (unités, sources des données) : physics.nist.gov
  5. NIST Atomic Spectra Database, énergies de première ionisation de l'hydrogène à l'argon, Z = 1 à 18, en électronvolts : physics.nist.gov
  6. NIST Atomic Spectra Database, énergies d'ionisation successives du magnésium (7,65 ; 15,04 ; 80,14 et 109,27 eV) : physics.nist.gov
  7. NIST Chemistry WebBook, butane : température d'ébullition normale d'environ 273 K : webbook.nist.gov
  8. E. Arunan et al., « Definition of the hydrogen bond (IUPAC Recommendations 2011) », Pure and Applied Chemistry, vol. 83, p. 1637-1641, DOI 10.1351/PAC-REC-10-01-02 : document en ligne
  9. Avogadro, site officiel du logiciel libre de modélisation moléculaire (licence très permissive, Windows, macOS et Linux) : avogadro.cc
  10. NIST, valeurs CODATA des constantes fondamentales : constante de Planck h = 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s, valeur exacte : physics.nist.gov
  11. NIST, Atomic Weights and Isotopic Compositions : argent 107 (106,905 091 6 u, abondance 0,518 39) et argent 109 (108,904 755 3 u, abondance 0,481 61), masse atomique standard 107,8682 ; la même base donne les trois isotopes stables du silicium et l'intervalle de sa masse atomique, de 28,084 à 28,086 (physics.nist.gov) : physics.nist.gov
  12. PubChem (base publique américaine), tableau périodique : électronégativités de Pauling (fluor 3,98, oxygène 3,44, chlore 3,16, azote 3,04, soufre 2,58, carbone 2,55, hydrogène 2,20, bore 2,04, aluminium 1,61, sodium 0,93, potassium 0,82, césium 0,79) et températures de fusion et d'ébullition des éléments (gallium, étain, or, tungstène, mercure, gaz rares, halogènes) : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  13. PubChem, températures de fusion du fluorure de sodium (993 °C), de l'oxyde de magnésium (2 825 °C), du chlorure de sodium (800,7 °C) et de la silice (vers 1 710 °C) : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  14. NIST Chemistry WebBook, énergétique des ions en phase gazeuse : affinités électroniques du chlore (3,6127 eV), du fluor (3,4012 eV) et de l'oxygène (1,4611 eV) : webbook.nist.gov
  15. NIST Chemistry WebBook, enthalpies de formation (valeurs CODATA) de Na(g), Cl(g), NaCl(s), H(g), O(g), N(g), F(g), C(g), CO(g), H₂O(g) et H₂O(l), qui servent au cycle de Born-Haber du sel (environ 787 kJ/mol) et aux énergies de liaison citées (H₂ 436, F₂ 159, O₂ 498, N₂ 945, CO 1 076 kJ/mol ; atomisation de l'eau 927 kJ/mol) : webbook.nist.gov
  16. NIST Chemistry WebBook, données de changement d'état : températures d'ébullition de l'eau, du méthane, du propane, de l'acétone, de l'octane, de l'isooctane, de l'éthanol, du butan-1-ol (390,6 K), de l'éther diéthylique (307,7 K) et du sulfure d'hydrogène, températures de fusion de l'urée, du naphtalène et de l'acide acétique : webbook.nist.gov
  17. NIST Chemistry WebBook, constantes des molécules diatomiques (Huber et Herzberg) : longueurs de liaison de H₂ (0,741 Å), N₂ (1,098 Å), O₂ (1,208 Å), F₂ (1,412 Å), CO (1,128 Å) et Cl₂ (1,987 Å), état fondamental triplet du dioxygène : webbook.nist.gov
  18. NIST CCCBDB (Computational Chemistry Comparison and Benchmark Database), géométries expérimentales : ozone (1,278 Å, 116,8°), eau oxygénée (O-O 1,475 Å), éthylène (H-C-H 117,6°), méthanol (C-O 1,427 Å), méthanal (C=O 1,205 Å), dioxyde de soufre (119,5°), ammoniac (106,7°), phosphine (93,3°), eau (104,5°) : cccbdb.nist.gov
  19. NIST Chemistry WebBook, propriétés thermophysiques de l'eau liquide à 1 atm (formulation IAPWS-95) : 999,84 kg/m³ à 0 °C, maximum de densité vers 4 °C : webbook.nist.gov
  20. IAPWS R10-06(2009), Revised Release on the Equation of State 2006 for H₂O Ice Ih : densité de la glace ordinaire au point de fusion normal : iapws.org
  21. R. D. Shannon, « Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides », Acta Crystallographica A32 (1976) 751-767 ; rayons en coordinence 6 consultés dans la base en ligne d'une université londonienne (Na⁺ 102 pm, Mg²⁺ 72, Fe²⁺ 78, Fe³⁺ 64,5, F⁻ 133, Cl⁻ 181, O²⁻ 140, et pour la série du krypton Se²⁻ 198, Br⁻ 196, Rb⁺ 152, Sr²⁺ 118) : document en ligne
  22. J. C. Slater, « Atomic Shielding Constants », Physical Review 36 (1930) 57-64, à l'origine des règles d'écran utilisées pour estimer la charge nucléaire effective : doi.org
  23. G. N. Lewis, « The Atom and the Molecule », Journal of the American Chemical Society 38 (1916) 762-785 : doi.org
  24. L. Pauling, « The Nature of the Chemical Bond. Application of Results Obtained from the Quantum Mechanics and from a Theory of Paramagnetic Susceptibility to the Structure of Molecules », Journal of the American Chemical Society 53 (1931) 1367-1400 (hybridation) : doi.org
  25. L. Pauling, « The Nature of the Chemical Bond. IV. The Energy of Single Bonds and the Relative Electronegativity of Atoms », Journal of the American Chemical Society 54 (1932) 3570-3582 (électronégativité) : doi.org
  26. J. M. Galbraith, « On the Role of d Orbital Hybridization in the Chemistry Curriculum », Journal of Chemical Education 84 (2007) 783 : doi.org
  27. OpenStax, Chemistry 2e (licence CC BY-NC-SA 4.0) : manuel consulté uniquement pour vérifier des faits et des définitions ; aucun texte, enchaînement, exemple chiffré, figure ni question n'en est repris dans ce parcours : openstax.org
  28. Emily V. Eames, Chemistry LibreTexts (licence CC BY), « MO Diagrams for First Row Diatomic Molecules » : consulté pour vérifier que la molécule B₂ est paramagnétique, avec deux électrons célibataires : chem.libretexts.org
  29. Wikipédia (en anglais, licence CC BY-SA 4.0), « Pyrotechnic colorant » : consulté pour vérifier les métaux qui colorent les feux d'artifice (strontium, baryum, cuivre, sodium) et la fragilité de l'émetteur bleu du cuivre à haute température : en.wikipedia.org

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Gratuit pour commencer : les deux premiers modules sont offerts avec ton compte. Débloque la suite du parcours pour 100 000 GNF.

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Suite du parcours : 100 000 GNF

Certificat : 399 000 GNF

24 leçons 6 labs 6 simulations 1 serious game

Durée : 28 hCommencer gratuitement
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