Question
Voici une liste de propriétés d’un échantillon de soufre solide :
i. Solide cristallin friable.
ii. Point de fusion de 113 °C.
iii. De couleur jaune.
iv. Réagit avec l’oxygène et donne de l’oxyde de soufre.
Parmi les propriétés précédentes, laquelle ou lesquelles (s’il y en a) seraient les mêmes pour un seul atome provenant de cet échantillon, si on parvenait à l’isoler?
a. Toutes les propriétés seraient les mêmes.
b. i, ii et iii seulement.
c. iii et iv seulement.
d. iv seulement.
Justifiez votre réponse.
(Adapté de: Othman, J., Treagust, D. F., & Chandrasegaran, A. L. (2008). An investigation into the relationship between students' conceptions of the particulate nature of matter and their understanding of chemical bonding. International Journal of Science Education, 30(11), 1531-1550.)
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iv seulement.
RépondreSupprimerMais bon, je vais laisser les justifications à d'autres ...
:P
Je pourrais ajouter qu'au niveau atomique, on ne sait plus trop ce que c'est que la matière... Une onde? une particule? Pourquoi pas une simple déformation de l'espace-temps à un niveau très local? Ça pourrait expliquer la quantification des énergies des électrons sur les "couches"...
RépondreSupprimerBref, on ne peut parler de solide, de point de fusion ou même de couleur au niveau atomique.
1. Solide cristallin... non un seul atome ce n'est ni solide, ni liquide. C'est l'agencement de plusieurs molécules qui fait que c'est solide, liquide ou gazeux.
RépondreSupprimer2. Point de fusion... non, voir ci-haut. Si il est tout seul, on ne peut pas déterminer le type de liaison qu'il forme avec les autres atomes.
3. Couleur jaune. Hmmm.. pas certain. Je crois que oui, un seul atome peut etre jaune, mais bonne chance pour pouvoir l'observer, parce qu'il n'absorbera pas beaucoup de photons tout seul.
4. Oui, définitivement. 2 oxygène + 1 souffre => 1 dioxyde de souffre.
Donc je répond:
c) 3 et 4. (sous réserve que 3 est difficile à prouver)
Je crois que pour la couleur jaune, c'est le réseau cristallin qui en est responsable. Un peu comme le carbone qui, en charbon est noir et en diamant....
RépondreSupprimerDonc, un seul atome n'a pas de couleur à mon avis.
La réponse est 4 seulement. Le raisonnement de François est juste: les interactions entre un atome de soufre (ou de quoi que ce soit d'autre) et la lumière (les "photons") ne permettraient pas de le voir. Ce qui crée la couleur, c'est l'interaction de la lumière visible avec certains électrons d'atomes dans un composé. Pour qu'on puisse observer de la couleur, il faut en gros que des électrons se déplacent entre les différents atomes d'un composé. Un seul atome, isolé, ne permettrait pas ça.
RépondreSupprimerLa conception alternative que je voulais mettre en lumière (haha) ici est que les atomes conservent les propriétés de la substance. C'est une conception alternative très répandue, qui a été documentée précédemment par plusieurs auteurs.
Albanese et Vicentini (1997) ont fait une recherche avec des élèves pour mettre en évidence le fait que les modèles, comme le modèle corpusculaire de la matière, n'est généralement pas enseigné de façon à ce que les apprenants comprennent les différences entre le modèle et le concept qu'il modélise. Dans notre exemple, le modèle atomique cherche à représenter certaines des caractéristiques macroscopiques de la matière - par exemple, que les atomes réagissent dans un rapport steochiométrique. Mais ce modèle ne prétend pas représenter exactement toutes les caractéristiques de la matière.
De la même façon, d'autres auteurs ont mis en évidence cette conception chez des élèves de différents niveaux scolaire (Ben-Zvi, Eylon et Silberstein, 1986; Harrison et Treagust, 2002; Othman, Treagust et Chandrasegaran, 2008).
Le plus désolant, c'est que cette conception alternative est souvent véhiculée par les enseignants ou les manuels. Notamment, Harrison et Treagust (2002) ont relevé cette phrase d'un manuel américain de chimie pour le secondaire: '[d]espite their small size, indivudal atoms are visible with the proper instrument' (Wilbraham, Staley & Matta, 1997, p.85). Dans le même manuel de chimie, on retrouve aussi l'extrait suivant, qui explique ce qui arriverait si une pièce de 1 sou était divisée en portions de plus en plus petites:
'Eventually you would come upon a particle of copper that could no longer be divided, and still have the properties of copper. This particle would be an atom, the smallest particle of an element that retains the properties of that element.' (p.85)
Comment peut-on s'étonner alors que la vaste majorité de nos élèves de science aient cette conception? Dans une étude-maison que j'ai faite avec mes élèves de 1ère année de sciences de la nature au collégial, 35% des élèves ont répondu "4 seulement" (réponse d), alors que 54% ont répondu "toutes les propriétés seraient les mêmes" (réponse a).
Références
Albanese, A., & Vicentini, M. (1997). Why do we believe that an atom is colourless? Reflections about the teaching of the particle model. Science & Education, 6(3), 251-261.
Ben-Zvi, R., Eylon, B.-S., & Silberstein, J. (1986). Is an atom of copper malleable? Journal of Chemical Education, 63(1), 64-66.
Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (2002). The particulate nature of matter: Challenges in understanding the submicroscopic world. In J. K. Gilbert, O. De Jong, R. Justi & D. F. Treagust (Eds.), Chemical education: Towards a research-based practice (pp. 189-212). The Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
Othman, J., Treagust, D. F., & Chandrasegaran, A. L. (2008). An investigation into the relationship between students' conceptions of the particulate nature of matter and their understanding of chemical bonding. International Journal of Science Education, 30(11), 1531-1550.
Bon, désolée, semblerait que je peux pas éditer mon commentaire. Je voulais dire que le raisonnement COMBINÉ de François et Jean-Frédéric était exact. Pardon de cet oubli!
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