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Décrire et catégoriser la matière

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Sujets
Parlons sciences
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8.2

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Renseigne-toi sur les propriétés physiques et chimiques de la matière.

Description de la matière

Chaque type de matière possède des propriétés uniques. Une propriété, c’est une caractéristique ou un trait particulier qu’utilisent les personnes pour identifier la matière. Les propriétés de la matière nous permettent d’identifier diverses substances. Par exemple, nous utilisons les propriétés de la matière afin de reconnaître que du bois, c’est du bois et que l’or, c’est de l’or. Les propriétés de la matière se divisent en deux catégories. On retrouve les propriétés physiques et les propriétés chimiques.

Propriétés physiques

Une propriété physique, c’est une caractéristique de la matière qui décrit sa forme physique. Nous utilisons souvent nos sens afin d’identifier les propriétés physiques. Tu peux voir la couleur et le lustre. Le lustre, c’est la façon dont un matériau reluit ou réfléchit la lumière. Tu peux sentir une odeur. Tu peux goûter à une propriété comme l’acidité. Tu peux sentir la texture, la dureté et la température d’une substance. Tu peux manipuler un matériau afin de tester sa malléabilité. Et tu peux tenter d’étirer les choses afin d’en tester leur ductilité.

Propriétés de la matière pouvant être identifiées à l’aide des sens
<p>Cette image illustre les propri&eacute;t&eacute;s de la mati&egrave;re que tu peux identifier &agrave; l&rsquo;aide de tes sens (Parlons sciences gr&acirc;ce &agrave; une image d&rsquo;<a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/AlenaIgdeeva?mediatype=illustration">Alena Igdeeva</a>, via iStockphoto).</p>

 

Tes sens ne pourront pas identifier certaines propriétés. Cela inclut le point d’ébullition et le point de fusion. Ce sont des températures précises qui font changer l’état de la matière. La conductivité électrique, le magnétisme et la densité sont aussi des propriétés physiques.

Une propriété intensive est une propriété qui ne dépend pas de la quantité de la matière. Exemples : couleur, odeur, densité et point de fusion. Une propriété extensive est une propriété qui dépend de la quantité de matière. Exemples : masse, volume et longueur.

Propriétés extensives et intensives des matières
<p>Image qui montre les propri&eacute;t&eacute;s extensives et intensives des mati&egrave;res. (Parlons sciences utilisant des images d&rsquo;<a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/AlenaIgdeeva?mediatype=illustration">Alena Igdeeva</a>, <a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/bortonia?mediatype=illustration">bortonia</a> and <a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/erhui1979?mediatype=illustration">erhui1979</a> via iStockphoto.)</p>

Propriétés chimiques

Les propriétés chimiques d’une substance prédisent si oui ou non, une réaction chimique se produira. Voici des exemples de propriétés chimiques.

Inflammabilité

C’est l’habileté de brûler ou de se consumer (combustion). Les substances inflammables s’enflamment facilement et brûlent rapidement. Les matériaux inflammables sont souvent appelés des combustibles.
 
Le bois, l’essence et la cire sont toutes des matières qui sont inflammables.

Symbole SIMDUT pour produits inflammables
<p>Symbole SIMDUT pour produits dangereux inflammables (Source : <a href="https://www.cchst.ca/teach_tools/chem_hazards/symbols.html">CCHST</a>).</p>

Corrosivité

C’est l'habileté de « manger » une autre substance. C’est important de porter de l’équipement de sécurité afin de protéger la peau et les yeux lorsqu’on utilise des matériaux corrosifs.
 
Les matériaux corrosifs incluent les acides et bases. L’acide chlorhydrique et l’eau de javel en sont deux exemples.

Symbole SIMDUT pour produits corrosifs
<p>Symbole SIMDUT pour produits corrosifs (Source : <a href="https://www.cchst.ca/teach_tools/chem_hazards/symbols.html">CCHST</a>).</p>

Toxicité

C’est l’habilité d’un matériau à causer des dommages à des organismes vivants. Les matériaux toxiques peuvent causer des dommages lorsqu’on les aspire, les avale ou qu’ils entrent en contact avec la peau.
 
Le plomb, le mercure et les vapeurs de chlore sont toxiques.

Symbole SIMDUT pour les matériaux toxiques
<p>Symbole SIMDUT pour les mat&eacute;riaux toxiques (Source : <a href="https://www.cchst.ca/teach_tools/chem_hazards/symbols.html">CCHST</a>).</p>

Classer la matière

Il existe diverses manières de classer la matière. L’une, c’est de classer la matière comme substance pure ou comme mélange.

Les substances pures

Une substance pure demeure toujours la même. Les substances pures ne peuvent pas être physiquement séparées en d’autres substances pures. L’eau est une substance pure. Les propriétés physiques d’une substance pure ne changent jamais. Par exemple, le point de fusion de la glace est toujours de zéro degré Celsius à une pression de 101,3 kilopascals.

Les substances pures ne contiennent qu’un type d’élément ou de composé. Les éléments sont des substances qui ne contiennent qu’un type d’atome. Exemples : le carbone (C), l’argent (Ag) et l’or (Au). À l’heure actuelle, on connaît 118 éléments. Plusieurs de ces éléments ont seulement été découverts depuis que tu es né(e)!

Les scientifiques ont organisé les éléments sous forme de tableau qu’on appelle le tableau périodique des éléments. En langage courant, on utilise souvent que Tableau périodique.

Tableau périodique des éléments
<p>Tableau p&eacute;riodique des &eacute;l&eacute;ments (Source&nbsp;: Parlons sciences &agrave; l&rsquo;aide d&rsquo;une image de Scaler [CC-BY-SA] par le biais de <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tableau_p%C3%A9riodique_des_%C3%A9l%C3%A9ments.svg?uselang=fr">Wikimedia Commons</a>). </p>

 

Chaque élément du tableau périodique a un ensemble de caractéristiques spécifiques qui lui sont propres. Celles-ci sont appelées propriétés caractéristiques. Celles-ci nous permettent d’identifier et de classer chaque élément. Les propriétés caractéristiques sont toutes des propriétés extensives. Elles incluent la densité, le point de fusion, le point d’ébullition, l’électronégativité et le poids atomique.

Les composés sont des substances qui sont formées en unissant deux ou plusieurs éléments. Dans un composé, les éléments sont chimiquement retenus ensemble selon un rapport fixe. Par exemple, l’eau est un composé formé de deux atomes d’hydrogène (H) et d’un atome d’oxygène (0). On peut chimiquement séparer les composés pour obtenir leurs éléments individuels. Par exemple, on peut séparer l’eau en hydrogène et en oxygène grâce à l’électrolyse. Les propriétés d’un composé sont différentes des propriétés des éléments qui le composent. L’eau possède des propriétés très différentes de l’hydrogène et de l’oxygène.

 

Une molécule peut être un élément un seul type d’atomes, comme O2, la forme naturelle de l’oxygène. Ou elle peut être un composé, comme le dioxyde de carbone, CO2.

Molécules d’oxygène et de dioxyde de carbone
À gauche: molécule d’oxygène; À droite: molécule de dioxyde de carbone (©2021 Parlons sciences).

Les mélanges

Les mélanges sont une combinaison de deux ou plusieurs substances. Lorsqu’on les mélange, chaque substance pure préserve ses propriétés. Par exemple, l’eau salée n’a pas les mêmes propriétés que le sel ou l’eau. Les mélanges peuvent être soit homogènes, soit hétérogènes.

Un mélange homogène est un mélange qui est de composition entièrement uniforme. L’eau salée est un bon exemple de mélange homogène. Autre nom pour un mélange homogène : une solution. Les solutions ne sont pas seulement faites de liquides. Certaines sont faites de gaz, comme l’air. On retrouve aussi des solutions faites de solides. Les alliages sont des solutions de métal comme le bronze ou le laiton.

Lait, montgolfière et cloche de laiton
<p>Exemples d&rsquo;une solution liquide (lait), d&rsquo;une solution de gaz (air) et d&rsquo;une solution solide (laiton). (Sources : <a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/cagkansayin?mediatype=photography">cagkansayin</a> par le biais d&rsquo;<a href="https://www.istockphoto.com/photo/bottle-of-milk-and-a-glass-full-of-milk-on-a-wooden-table-against-turquoise-wooden-gm11599812…">iStockphoto</a>, <a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/GregMeland?mediatype=photography">Greg Meland</a> par le biais d&rsquo;<a href="https://www.istockphoto.com/photo/single-hot-air-balloon-gm1183376632-332705361">iStockphoto</a>, et de <a href="https://www.istockphoto.com/portfolio/mauinow1?mediatype=photography">mauinow1</a> par le biais d&rsquo;<a href="https://www.istockphoto.com/photo/brass-bell-gm504877686-83383975">iStockphoto</a>). </p>

 

Un mélange hétérogène est un mélange qui ne demeure pas uniformément le même. C’est un mélange où on peut voir ses parties. Exemples de mélanges hétérogènes : l’huile et le vinaigre dans une vinaigrette pour salade ainsi que des noix mélangées.

 

En savoir plus

States of Matter

The Chem4Kids.com website has information in the Matter section on solutions and mixtures.

Science Bits: Pure Substances and Mixtures

This short video (2:08 min.) from Science Bits has an overview of pure substances and mixtures.

Periodic Table and the Elements

The Chem4Kids.com website has a section on the periodic table in the Elements.

The periodic table of the elements

The Webelements.com website has extensive information about all of the elements on the periodic table, including the most recently discovered elements.

Références

Canadian Centre for Occupational Health and Safety. (2018). Pictograms

Helmenstine, A.M. (Updated 2019, Dec. 4). The Difference Between Intensive and Extensive Properties. Thought Co.

Science Buddies. (2016, April 7). Splitting Water. Scientific American.