Décrire et catégoriser la matière
Liquides colorés et tableau périodique (peepo, iStockphoto)
Liquides colorés et tableau périodique (peepo, iStockphoto)
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.
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Voici une illustration en couleur qui montre cinq sens et cinq exemples de propriétés à reconnaître. Chaque petite illustration se trouve sur un cercle bleu pâle avec un arrière-plan de couleur beige. La rangée du haut est intitulée « Sens ». La rangée du bas est intitulée « Propriétés ». En commençant par la gauche, la première illustration montre un œil bleu. L’illustration représente la « vue ». Sous l’illustration de l’œil, on retrouve un arc-en-ciel et une pierre précieuse rose étincelante. L’illustration représente la « couleur » et le « lustre ». L’illustration suivante, en haut, est une bouche dont la langue sort. Elle représente le « goût ». Sous cette illustration, on retrouve un citron jaune avec une feuille. Elle représente l’« acidité ». La troisième illustration montre une main sur un fond blanc. Elle représente le « toucher ». Sous cette illustration, on retrouve un cactus vert avec des piquants dans un pot rouge. L’illustration représente la « texture, la dureté, la malléabilité, la ductilité et la température ». La quatrième illustration montre une oreille. Elle représente l’« ouïe ». En dessous se trouve une cloche brillante et dorée qui représente le « son ». La cinquième illustration montre un nez de profil. L’illustration représente l’« odorat ». En dessous, on retrouve un bouquet de tulipes rouges. Cela représente l’« odeur ».
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.
Les propriétés physiques peuvent être intensives ou extensives.
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.
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Voici une illustration en couleur qui montre cinq sens et cinq exemples de propriétés à reconnaître. Chaque petite illustration se trouve sur un cercle bleu pâle avec un arrière-plan de couleur beige. La rangée du haut est intitulée « Sens ». La rangée du bas est intitulée « Propriétés ». En commençant par la gauche, la première illustration montre un œil bleu. L’illustration représente la « vue ». Sous l’illustration de l’œil, on retrouve un arc-en-ciel et une pierre précieuse rose étincelante. L’illustration représente la « couleur » et le « lustre ». L’illustration suivante, en haut, est une bouche dont la langue sort. Elle représente le « goût ». Sous cette illustration, on retrouve un citron jaune avec une feuille. Elle représente l’« acidité ». La troisième illustration montre une main sur un fond blanc. Elle représente le « toucher ». Sous cette illustration, on retrouve un cactus vert avec des piquants dans un pot rouge. L’illustration représente la « texture, la dureté, la malléabilité, la ductilité et la température ». La quatrième illustration montre une oreille. Elle représente l’« ouïe ». En dessous se trouve une cloche brillante et dorée qui représente le « son ». La cinquième illustration montre un nez de profil. L’illustration représente l’« odorat ». En dessous, on retrouve un bouquet de tulipes rouges. Cela représente l’« odeur »
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.
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L’illustration montre un losange aux contours rouges sur fond blanc. Un symbole à l’intérieur montre une grande flamme qui jaillit d’une surface plane. La flamme comporte deux couleurs. Le centre est blanc et l’extérieur est noir, comme si la flamme prenait de l’ampleur. Une barre noire horizontale au bas représente une surface.
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.
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L’illustration montre un losange aux contours rouges sur fond blanc. Un symbole à l’intérieur montre un liquide qui endommage la peau et d’autres matériaux.
À gauche, un liquide coule d’une éprouvette sur une barre noire. Le liquide perfore la barre noire. Les lignes dentelées au-dessus du trou indiquent des dommages.
À droite, un liquide coule d’une éprouvette sur une main. Les lignes dentelées au-dessus de la main indiquent une blessure.
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.
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L’illustration montre un losange aux contours rouges sur fond blanc. Un symbole à l’intérieur montre une tête de mort et des os en X. L’illustration est faite de traits noirs. La tête de mort repose sur une paire d’os longs en X. Le symbole ressemble au symbole que l’on peut voir sur les drapeaux de pirates.
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
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.
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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 intensives. Elles incluent la densité, le point de fusion, le point d’ébullition, l’électronégativité et le poids atomique.
Le savais-tu?
Il existe actuellement 118 éléments connus. Plusieurs de ces éléments ont été découverts au cours de votre vie.
Les composés
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L’illustration montre un schéma en couleur d’une molécule O2 et d’une molécule CO2 avec un arrière-plan beige. Le schéma de la molécule O2 est composé de deux sphères bleues « O », côte à côte. Elles sont reliées par deux lignes horizontales noires et épaisses. Le schéma de la molécule CO2 est composé d’une sphère rouge « C » au centre, et d’une sphère bleue « O » de chaque côté. Elles sont reliées par deux paires de lignes horizontales noires et épaisses.
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.
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.
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Voici trois photographies en couleur disposées en rangée. La première montre un verre et une bouteille de lait, la deuxième une montgolfière et la troisième une cloche en laiton. Les récipients de lait sont en verre transparent, posés sur une table en marbre. L’arrière-plan est de couleur bleu pâle. La montgolfière rayée jaune, orange, rouge et bleu est prise en photo alors qu’elle vole dans le ciel bleu vif. La cloche est d’une couleur or pâle et brille au soleil. Elle est fixée à un mur blanc incurvé. En arrière-plan, on retrouve un ciel bleu foncé.
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
Les propriétés de la matière (2021)
Cette vidéo (3 min) d’Alloprof explique les notions pour comprendre la différence entre les propriétés caractéristiques et les propriétés non caractéristiques de la matière.
Grandeurs intensives et extensives (2016)
Cette vidéo (1 min 56 s) de Thierry Meyer explique la distinction entre les grandeurs intensives et les grandeurs extensives.
Les mélanges (2022)
Cette vidéo (8 min 18 s) de Maître Lucas explique les différents types de mélanges et leurs caractéristiques.
Les éléments et les composés (2023)
Cette vidéo (3 min 2s) d’Alloprof t’explique comment analyser la formule chimique d’une substance pour déterminer s’il s’agit d’un élément ou d’un composé.
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.