Les corps simples

Les corps simples
a) Corps simples non-métalliques importants
Hydrogène: H2
Découverte :
L’hydrogène a été découvert par Sir Henry Cavendish (Angleterre) en 1766.
Ethymologie :
Le mot hydrogène vient du grec 'eau' et 'engendrer'.
Propriétés physiques :
L’hydrogène est un gaz incolore, inodore et peu dense. Il a un pouvoir de diffusion élevé.
Occurrence :
C’est l'élément le plus abondant dans l'univers. Sur terre, il est rare.
Production :
L’hydrogène est produit par réaction de vapeur d'eau à haute température avec le charbon ou par
électrolyse de l’eau.
Usage :
De grandes quantités sont utilisées pour la production d'ammoniaque NH3 (engrais, explosifs..).
Les cellules à combustible remplaceront dans l’avenir les moteurs à explosion.
Cellule à combustible
1
Oxygène O2
Découverte :
L’oxygène a été découvert par Joseph Priestley (Angleterre) en 1774.
Ethymologie :
Le mot oxygène vient du grec 'acide' et 'qui engendre'.
Propriétés physiques :
L’oxygène est un gaz incolore et inodore.
Occurrence :
Il constitue à peu près 21% de l'atmosphère terrestre.
Production :
L’oxygène est obtenu principalement par distillation fractionnée de l'air liquide ou par
électrolyse de l'eau.
Sur terre, il se forme comme résidu de la photosynthèse des plantes vertes.
Usage :
Il entretient la vie.
Il est utilisé dans la fabrication de l’acier.
2
Azote N2
Découverte :
L’azote a été découvert par Daniel Rutherford (Écosse) en 1772
Ethymologie :
Le mot azote vient du grec 'sans' et 'vie'.
Propriétés physiques :
L’azote est un gaz incolore et inodore.
Occurrence :
Il constitue à peu près 78% de l'atmosphère terrestre.
Production :
L’azote est obtenu principalement par distillation fractionnée de l'air.
Usage :
Il est utilisé pour la production d'ammoniaque NH3 dans le procédé Haber-Bosch
(engrais, explosifs..).
Dans les nodosités des racines des légumineuses
3
Carbone C
Il existe plusieurs variétés allotropiques de l’élément carbone
( c.à.d. des corps simples différents formés des mêmes atomes
de l’élément carbone ) : graphite, diamant, …
Découverte :
Le carbone est connu depuis l’antiquité.
Ethymologie :
Le mot carbone vient du latin carbo.
Propriétés physiques :
Le graphite (charbon pur) est un solide gris, inodore et tendre.
Le diamant est un solide incolore et très dur.
Occurrence :
Terrains carbonifères fréquents .
Rares gisements diamantifères.
Production :
Le graphite s’est formé par submersion des immenses forêts de l’époque primaire (surtout).
Le diamant s’est formé vraisemblablement peu de temps après la formation de la Terre, dans
le manteau terrestre, à 200 km ou plus de ce qui est aujourd'hui la surface, à pression et
température très élevées.
Usage :
Le charbon est utilisé pour la production de chaleur et d’énergie.
Le diamant pur est utilisé en joaillerie.
4
Fluor F2
Découverte :
Le fluor a été découvert par Henri Moissan (France) en 1886
Ethymologie :
Le mot fluor vient du latin ‘fondre, couler’. Depuis l’antiquité, on
sait qu’il est plus facile de liquéfier les minerais en leur ajoutant
du fluorure de sodium quand on veut fabriquer des métaux.
Propriétés physiques :
Le fluor est un gaz jaune-verdâtre, à odeur piquante et irritant. Il
est toxique.
Occurrence :
On ne le trouve jamais dans la nature.
Production :
Le fluor est extrait de minéraux fluorés. Il est transformé en acide fluorhydrique, dont on
extrait le fluor par électrolyse.
Usage :
Le fluor est utilisé pour fabriquer la cryolithe (autrefois trouvée au Groenland) nécessaire
dans la production de l’aluminium.
Les dentifrices ne renferment pas de fluor F2, mais du fluorure de sodium. Son utilité y est
très controversée.
Prix Nobel de Henri Moissan
5
Chlore Cl2
Découverte :
Le chlore a été découvert par Carl William Scheele (Suède) en
1774.
Ethymologie :
Le mot chlore vient du grec 'vert pâle'
Propriétés physiques :
Le chlore est un gaz jaune-verdâtre ayant une odeur suffocante.
Ce gaz est toxique et très irritant par contact ou inhalation
Occurrence :
On ne le trouve jamais dans la nature.
Production :
Le chlore est produit par électrolyse d'une solution de sel.
Usage :
Le chlore est utilisé pour le blanchiment.
Il sert de désinfectant p. ex. dans les piscines ou pour rendre l’eau potable.
Il sert dans l’industrie chimique pour fabriquer de nombreuses substances : acides,
insecticides, matières plastiques…
C’était le premier gaz de combat utilisé par l’armée allemande contre les alliés à Ypres en
1915.
Tranchée française à Ypres
6
Brome Br2
Découverte :
Le brome a été découvert par Antoine J.Balard (France) en 1826.
Ethymologie :
Le mot brome vient du grec ‘mauvaise odeur’
Propriétés physiques :
Le brome est liquide brun-roux qui émet des vapeurs
suffocantes, irritantes et toxiques. Il cause de graves brûlures .
Occurrence :
On ne le trouve jamais dans la nature.
Production :
Le brome est produit à partir saumures renfermant du bromure de sodium.
Usage :
Le brome est utilisé pour fabriquer des colorants.
C’est un désinfectant.
Il sert à fabriquer la couche photosensible de bromure d’argent en photographie.
Réclame 1888
7
Iode I2
Découverte :
L’iode a été découvert par Bernard Courtois (France) en 1811.
Ethymologie :
Le mot iode vient du grec ‘violet’
Propriétés physiques :
L’iode est un solide noir brillant, non-métallique qui a une odeur
caractéristique. Il sublime facilement. On obtient alors un gaz
qui est violet et très irritant pour les yeux et les muqueuses. Il est toxique.
Occurrence :
On ne le trouve jamais dans la nature.
Production :
L’iode est produit à partir d’iodure de sodium présent dans l’eau de mer. Cet iodure est
assimilé par les varechs, où Bernard Courtois l’a découvert.
Usage :
La glande thyroïde a besoin de faibles quantités d’iode pour fonctionner. Sa carence
provoque des lésions cérébrales et l'arriération mentale.
Il sert d’antiseptique (teinture d’iode= solution alcoolique).
varech
8
Soufre S8
Découverte :
Le soufre est connu depuis la haute antiquité.
Ethymologie :
Le mot soufre vient du latin ‘sulfur’
Propriétés physiques :
Le soufre est un solide cassant, jaune-pâle, sans odeur.
Il est insoluble dans l'eau.
Occurrence :
On le trouve dans les terrains volcaniques.
Production :
Il est obtenu par le procédé Frasch à partir des des gisements souterrains ou par la
transformation du sulfure d'hydrogène des gisements de gaz naturels .
Usage :
Le soufre est utilisé dans la fabrication des allumettes et de la poudre à canon.
On en fait des médicaments, du caoutchouc, des colorants, dse pesticides et insecticides.
Il intervient également dans la synthèse de l'acide sulfurique, qui est la substance la plus
importante de l’industrie chimique.
Procédé Frasch
9
Phosphore blanc et rouge.
Il existe plusieurs variétés allotropiques de l’élément
phosphore ( c.à.d. des corps simples différents formés des
mêmes atomes de l’élément phosphore ) :
phosphore rouge (P)
phosphore blanc (P4)
Découverte :
Le phosphore a été découvert par Hennig Brandt
(Allemagne) en 1669.
Ethymologie :
Le mot phosphore vient du grec 'lumière' et 'porter'.
Propriétés physiques :
Le phosphore blanc est un solide de couleur blanc-jaune, mou, cireux qui émet des fumées
âcres et peut s’enflammer spontanément. Dans l’obscurité, il émet de la lumière
(phosphorescence). Il est toxique par inhalation, ingestion ou contact avec la peau. Le
phosphore rouge se présente sous forme de poudre. Il ne s'enflamme pas spontanément dans
l'air et n'est pas toxique.
Occurrence :
Les corps simples phosphore rouge et blanc ne se trouvent pas dans la nature.
Production :
Il est obtenu par chauffage de roches volcaniques, de coke et de silice à haute température.
Usage :
Le phosphore est utilisé dans la fabrication d'engrais et de détergents.
On s'en sert aussi dans les feux d'artifice, les allumettes et les armes incendiaires.
La découverte du phosphore
10
b) Corps simples métalliques importants
Propriétés générales:
- dureté
C’est la résistance aux actions mécaniques. Elle se détermine à l’aide d’un scléromètre,
instrument dans lequel une pointe d’un corps plus dure de l’échelle de Mohs raie le corps donné.
- éclat métallique
Les métaux possèdent tous l’éclat métallique quand ils sont polis, mais leur poussière est terne,
souvent noire.
- ténacité
C’est la résistance à la rupture.
- malléabilité
C’est la facilité de transformation en lames.
- ductilité
C’est la facilité de transformation en fils
- conductibilité thermique
C’est la facilité avec laquelle les métaux conduisent la chaleur
- bons conducteurs du courant électrique
C’est la facilité avec laquelle les métaux conduisent le courant
électrique
laminage d'une tôle
- densité
- points de fusion et d’ébullition
métal
potassium
sodium
magnésium
aluminium
chrome
zinc
manganèse
étain
fer
cobalt
nickel
cuivre
argent
plomb
mercure
or
platine
dens.
0,85
0,97
1,74
2,70
6,92
7,14
7,25
7,28
7,86
8,89
8,90
8,93
10,50
11,34
13,55
19,30
21,45
métal
mercure
potassium
sodium
étain
plomb
zinc
magnésium
aluminium
argent
or
cuivre
manganèse
fer
nickel
cobalt
platine
chrome
fusion(0C
)
-38,9
63,5
97,7
231,9
327,4
414,4
650
660,1
960,5
1063
1083
1247
1535
1455
1490
1769
1920
ébullit(0C)
357
776
883
2337
1750
907
1102
2500
2170
2960
2595
2090
2730
3177
3185
4300
2327
11
potassium
sodium
Sc
Ti
V
Cr
Mn
magnésium
aluminium
chrome
zinc
manganèse
Fe
Co
Ni
Cu
étain
fer
les métaux de la première série de transistion
cobalt
nickel
cuivre
argent
plomb
mercure
or
platine
12
Zn