Physique-Chimie 3e
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Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 4
Activité 3 - Activité documentaire

Métaux et alliages

Compétence : Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
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 ?

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 ».

Structure cristalline du cuivre.
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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.

Doc. 3
Exemples de structures d'alliage.

Exemples de structures d'alliage.
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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.

Doc. 4
Statuettes en alliage d'or, de cuivre et d'argent.

Statuettes en alliage d'or, de cuivre et d'argent.
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Crédits : World History Archive/Alamy
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.

Vocabulaire

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

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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