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Du microscopique au macroscopique
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ACTIVITÉ D'EXPLORATION


1
Du microscopique au macroscopique





Une coupelle contenant une solution aqueuse de chlorure de sodium saturée laisse apparaître après quelques jours de magnifi ques cristaux cubiques !

➜ Quelles propriétés des entités constituant le sel sont à l’origine de sa struture ?


Par intuition

Les cristaux ont-ils tous la même structure ?


Doc. 1
L’interaction électrostatique

Deux corps ponctuels et , portant des charges électriques respectives et , s’attirent ou se repoussent mutuellement avec des forces d’égales intensités, mais opposées vectoriellement.

L’attraction ou la répulsion qu’ils exercent l’un sur l’autre est :
  • proportionnelle à leurs charges et ;
  • inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.

La valeur de la force de Coulomb est donnée par la relation :

avec la constante de Coulomb ( N·m2·C-2), F en newton (N), et en coulomb (C) et en m.

Doc. 2
Organisation des ions dans le cristal

Dans le solide, les ions chlorure et les ions sodium sont organisés dans un empilement périodique et symétrique. C’est un réseau cubique à faces centrées. Les ions chlorure occupent les sommets d’un cube d’arête , et le milieu de chacune des faces. Les ions sodium occupent le centre du cube et le centre de chacune des arêtes du cube. La distance entre un cation et un anion voisin est égale à La distance entre deux cations ou deux anions proches est égale à :

Retrouvez plus d’informations sur les cristaux en Enseignement scientifique.

Doc. 3
Le cristal de chlorure de sodium


 Le cristal de chlorure de sodium

Le cristal de chlorure de sodium

Supplément numérique

Retrouvez une simulation pour visualiser la force électrique qui s’applique sur un capteur placé à proximité d’une charge électrique positive ou négative.

Compétence

RAI/ANA : Faire le lien entre les modèles microscopiques et les grandeurs macroscopiques

Questions

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1. Doc. 1 Comment la valeur de la force de Coulomb évolue-t-elle si la distance entre deux charges ponctuelles est divisée par deux ?

2. Doc. 2 Quelle est la valeur de la charge électrique portée par un ion chlorure ? Et celle portée par un ion sodium ?


3. Calculer la valeur de la force qui s’exerce entre deux ions chlorure proches puis entre un ion sodium et un ion chlorure voisins. Les comparer. (Charge élémentaire : C).
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Synthèse de l'activité

Expliquer l’origine de la cohésion des solides ioniques.
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