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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Thème 2 - Mouvement et interactions
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
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Chapitre 4
Activité 3 - Activité documentaire

Métaux et alliages

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Compétence : Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
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Problématique de l'activité
Kyllian est très étonné par le fait que le mélange de différents métaux pour en faire des alliages permette d'obtenir des propriétés différentes. Il se demande ce qu'il se passe au niveau microscopique entre les atomes des différents métaux.
Quelles sont les particules qui composent les atomes ?
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Doc. 1
Structure cristalline du cuivre.

Les métaux sont des corps purs formés d'un seul type d'atome. À l'état solide, ces atomes sont liés entre eux et arrangés en une structure symétrique et répétitive, appelée « cristal ».

Placeholder pour Illustration : structure atomique du cuivre représentée par des sphères vertes imbriquées.Illustration : structure atomique du cuivre représentée par des sphères vertes imbriquées.
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Doc. 2
La formation des alliages.

Les alliages métalliques sont des mélanges solides obtenus par divers ajouts d'atomes à un corps pur métallique (en fusion lors du mélange).
Si les atomes d'un élément d'alliage sont suffisamment petits, ils se placent dans les interstices de la structure cristalline du métal principal.
S'ils sont de taille similaire à celle des atomes du métal principal, alors ils peuvent remplacer ces derniers dans la structure cristalline.
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Doc. 3
Exemples de structures d'alliage.

Placeholder pour Schéma illustrant deux structures d'alliage : A, atomes de fer et carbone; B, atomes d'or et d'argent.Schéma illustrant deux structures d'alliage : A, atomes de fer et carbone; B, atomes d'or et d'argent.

A. Alliage formé par insertion. Exemple de l'acier : les petits atomes de carbone (1 % de l'alliage) sont insérés entre ceux du fer, plus gros (99 %).
B. Alliage formé par substitution. Exemple d'un mélange d'or et d'argent, dont les atomes ont des rayons atomiques proches.
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Doc. 4
Statuettes en alliage d'or, de cuivre et d'argent.

Placeholder pour Photographie : trois statuettes anthropomorphes en or, cuivre et argent. Personnages stylisés avec couronnes et ornements. Art précolombien.Photographie : trois statuettes anthropomorphes en or, cuivre et argent. Personnages stylisés avec couronnes et ornements. Art précolombien.
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Questions

Exploration et analyse des documents

1. Doc. 3 Le fer est-il un corps pur ?
2. Doc. 1 et Doc. 3 L'acier est-il un corps pur ?
3. Doc. 1 Décris la structure microscopique d'un métal.
4. Doc. 2 et Doc. 3 Décris les structures microscopiques possibles d'un alliage.

Synthèse

5. Décris la (ou les) différence(s) entre un alliage et un métal.
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Vocabulaire

  • Une structure cristalline : arrangement symétrique et répétitif des atomes d'un cristal dans l'espace.
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Pour réussir cette activité

  • J'ai décrit la structure microscopique d'un métal et d'un alliage.
  • J'ai exploité des informations de plusieurs documents.
  • J'ai compris la notion de corps pur et de mélange.
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