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Familles de matériaux, tests d'identification et choix selon un cahier des charges
Schémas de Lewis, molécules organiques, groupes alcool et acide carboxylique, masses molaires
Concentration, dilution/dissolution et pictogrammes CLP

Fiche résumé — Matière et matériaux

Chapitre 7 | Première STI2D — spécialité Physique-chimie et mathématiques | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Familles de matériaux

Métalliques : fer, alu, acier (conducteurs)
Organiques : plastiques, bois, papier
Minéraux : verre, béton, céramique (cassants)
Composites : renfort (fibres) + matrice

Astuce : métaux = conducteurs ; organiques et minéraux = isolants.

2. Identifier / choisir

Tests : densité \(\rho=\frac{m}{V}\), aspect, combustion, corrosion, aimant.

Cahier des charges → propriétés : électrique, thermique, mécanique, optique, magnétique, chimique.

Cycle de vie : extraction → production → utilisation → fin de vie (recyclage).

3. Schémas de Lewis

Liaisons formées : H:1, O:2, N:3, C:4, Cl:1 (règle de l'octet).

Eau : 2 liaisons O–H + 2 doublets non liants sur O
Dioxygène : \(\text{O}=\text{O}\) (double liaison)
\(\text{CO}_2\) : \(\text{O}=\text{C}=\text{O}\) (linéaire)
HCl : H–Cl + 3 doublets non liants sur Cl

Piège : ne pas oublier les doublets non liants.

4. Molécules organiques

À base de carbone. Formules : développée → semi-développée → brute.

Macromolécule = motif répété \(n\) fois (polymère).

Groupe alcool : \(\text{—OH}\) (éthanol)
Groupe acide carboxylique : \(\text{—COOH}\) (vinaigre)

5. Masses molaires

\(M(\text{molécule})=\sum M(\text{atomes})\)

en g·mol⁻¹. Ex. \(M(\text{H}_2\text{O})=18{,}0\) ; \(M(\text{CO}_2)=44{,}0\).

Données : H 1,0 ; C 12,0 ; N 14,0 ; O 16,0 ; Cl 35,5.

6. Concentrations

\(c_m=\dfrac{m}{V}\ (\text{g·L}^{-1})\quad c=\dfrac{n}{V}\ (\text{mol·L}^{-1})\)

Lien : \(c_m=c\times M\) avec \(n=\dfrac{m}{M}\).

Dissolution : peser \(m=c_m\times V\), fiole jaugée au trait.

7. Dilution

\(c_1\,V_1=c_2\,V_2\qquad\Rightarrow\qquad V_1=\dfrac{c_2\,V_2}{c_1}\)

Prélever \(V_1\) de solution mère à la pipette jaugée, compléter à \(V_2\) dans une fiole jaugée. Le soluté est conservé.

Piège : \(c_1V_1=c_2V_2\) ne vaut que pour une dilution, pas une dissolution.

8. Sécurité — pictogrammes CLP

Losange rouge sur fond blanc → adapter son comportement : flamme (inflammable → éloigner du feu) ; corrosif (gants, lunettes) ; tête de mort (toxique → hotte) ; point d'exclamation (nocif) ; environnement (ne pas jeter à l'évier).

Exemple type

Préparer \(V=0{,}50\ \text{L}\) à \(c_m=12\ \text{g·L}^{-1}\) : peser \(m=c_m\times V=12\times0{,}50=6{,}0\ \text{g}\).
Diluer pour \(V_2=100\ \text{mL}\) à \(c_2=0{,}10\ \text{mol·L}^{-1}\) depuis \(c_1=0{,}50\ \text{mol·L}^{-1}\) : \(V_1=\dfrac{0{,}10\times100}{0{,}50}=20\ \text{mL}\).