Physique chimie
Niveau
Niveau
2AC
Période 1
Chapitre 2
Thème 1
Structure de l’atome
Matière: structure et transformations
Déterminer la charge électrique
Tâche 2
Icônes pour l’enseignant
Pages réservées à l’enseignant
Modelage de la tâche par l’enseignant (explicitation à haute voix)
Consignes et explications données aux élèves – hors modelage (à dire à haute voix)
Rappel du contrat de classe
J’utilise l’ardoise pour répondre
Pratique autonome
Pratique guidée en binôme
Icônes pour l’élève
L’élève écoute l’enseignant avec attention
Les élèves lèvent la main pour participer
L’élève garde des traces écrites sur le livret ou son cahier
Banque des icones utilisées dans les slides
Repérage dans le chapitre
Chapitre 2 : La structure de l’atome
Structure de la séance
1
10 min
Ouverture de la séance
2
10 min
Modelage
3
15 min
Pratique collective (VdC)
4
10 min
Pratique en binôme
5
7 min
Pratique autonome
6
3 min
Clôture
Matériel nécessaire
Matériel didactique
Matériel de l’élève
Le cahier de l’élève
Le livret de l’élève
Crayon
Gomme
Stylo
Ardoise
Règle en plastique
Tissu en laine
Papier en petits morceaux
Orientations didactiques
Conceptions erronées
des élèves
Aperçu de
la séance
10 min
Ouverture de la séance
O
Le rituel
(2 min)
O
Voici une image illustrant un comportement d’élève en classe. Est-ce un bon comportement ? Pourquoi ?
Vrai
Faux
O
Ecouter et être attentif, est un bon comportement attendu surtout pendant la phase du modelage.
Vrai
Faux
O
Réactivation des prérequis
(6 min)
Faisons tout d’abord un rappel de ce que nous avons besoin de la première séance. Choisissez la proposition correcte.
Sur leur ardoise, les élèves répondent par A, B ou C
Sur le modèle atomique ci-contre, la flèche indique:
+
+++
Le noyau
Un électron
Un proton
A
B
C
L’électron porte un signe ‘-’.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
+
+++
Le noyau
Un électron
Un proton
A
B
C
Sur le modèle atomique ci-contre, la flèche indique:
Choisissez la proposition correcte.
Sur leur ardoise, les élèves répondent par A, B ou C
L’atome représenté par le modèle ci-dessous, possède:
+
+++
2 électrons
6 électrons
8 électrons
A
B
C
C’est l’atome d’oxygène, elle a 8 électrons.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
+
+++
2 électrons
6 électrons
8 électrons
A
B
C
L’atome représenté par le modèle ci-dessous, possède:
Choisissez la proposition correcte.
Sur leur ardoise, les élèves répondent par A, B ou C
Sur le modèle ci-contre, la flèche indique:
un proton.
un électron.
un neutron.
A
B
C
Le neutron ne porte pas de signe.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
Sur le modèle ci-contre, la flèche indique:
un proton.
un électron.
un neutron.
A
B
C
Choisissez la proposition correcte.
Sur leur ardoise, les élèves répondent par A, B ou C
2
1
3
Le nombre de protons dans l’atome représenté ci-dessous est:
A
B
C
Dans ce noyau il n’y a qu’un seul proton.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
2
1
3
Le nombre de protons dans l’atome représenté ci-dessous est:
A
B
C
O
Déclaration de la tâche �de la séance
(2 min)
Regardez cette situation.
L’enseignant·e peut réaliser l’expérience devant les élèves, ou bien les élèves peuvent la faire eux-mêmes avec des stylos.
O
Quand on frotte une règle en plastique avec un tissu ou des cheveux, elle attire des petits morceaux de papier.
Ce frottement fait apparaître des charges électriques sur la règle.
D’où viennent ces charges?
Regardez cette situation.
L’enseignant·e peut réaliser l’expérience devant les élèves, ou bien les élèves peuvent la faire eux-mêmes avec des stylos.
O
La règle frottée peut perdre ou gagner des électrons de charge « - » et qui se trouvent à la périphérie de l’atome.
À la fin de cette séance, vous serez capables de déterminer la charge électrique du noyau d’un atome et celle de ses électrons.
Expliquer l’objectif . Expliquer les nouveaux termes.. Possible d’avoir recours à l’alternance codique.
O
Déterminer la charge électrique du noyau d’un atome et celle de ses électrons.
O
Introduction à la tâche
(2min)
Maintenant, je vous présente la charge électrique de chaque constituant de l’atome: Prenons l’exemple de l’atome du Lithium:
M
L’enseignant veille à ce que les élèves soient attentifs.
Électron
Proton
Neutron
Lithium
On commence par l’électron.
M
Chaque électron porte un signe « - ».
On dit qu’il a une charge électrique négative, noté: -e.
Électron
L’enseignant veille à ce que les élèves soient attentifs.
Que signifie la lettre « e »?
M
C’est la plus petite charge électrique possible que l’on puisse trouver à l’état isolé dans la nature.
L’enseignant veille à ce que les élèves soient attentifs.
« e » est appelée charge élémentaire.
Puis, le proton:
M
Chaque proton porte un signe « + ».
On dit qu’il a une charge électrique positive, noté: +e.
Proton
L’enseignant veille à ce que les élèves soient attentifs.
Pour le neutron:
M
Un neutron n’a pas de charge électrique, elle est égale à 0.
Neutron
L’enseignant veille à ce que les élèves soient attentifs.
Maintenant, l’atome a-t-il une charge?
M
L’enseignant.e veille à ce que les élèves soient attentifs.
Je compte le nombre d’électrons et le nombre de protons.
M
L’atome est électriquement neutre, c’est à dire sa charge totale est nulle (Q = 0)
L’enseignant.e veille à ce que les élèves soient attentifs.
Le nombre de protons = nombre d’électrons
On récapitule:
M
Proton
de charge positive (+e)
Neutron
de charge électrique nulle
Électron
de charge électrique négative (-e)
L’enseignant.e veille à ce que les élèves soient attentifs.
Soyez attentifs! Chaque atome est caractérisé par un nombre bien déterminé de protons. Ce nombre s’appelle le numéro atomique et on le note Z
M
L’enseignant peut réaliser, qualitativement, l’expérience devant ses élèves .
Le nombre de protons s’appelle le numéro atomique Z.
Pour l’atome du lithium: Z = 3
3 protons
M
Tâche principale
(8 min)
Je vais maintenant vous montrer comment déterminer la charge électrique du noyau d’un atome et celle de ses électrons. Je prends l’exemple de l’atome du carbone.
M
L’enseignant.e incite les élèves à suivre.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
1. Déterminer la charge électrique du noyau.
2. Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du carbone.
Je sais que le noyau est constitué de protons et de neutrons. Alors la charge du noyau sera égale à la charge des protons + la charge des neutrons.
M
1. Déterminer la charge électrique du noyau.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
QNoyau ......................................
= Qprotons + Qneutrons
L’enseignant.e incite les élèves à suivre.
Qprotons : Le symbole de la charge de tous les protons de l’atome
Qneutrons : Le symbole de la charge de tous les neutrons de l’atome
Ensuite, Je sais que les neutrons n’ont pas de charges, alors la charge du noyau sera égale à la charge des protons.
M
1. Déterminer la charge électrique du noyau.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
= Qprotons
Qneutrons = 0
QNoyau ...............
L’enseignant.e incite les élèves à suivre.
Pour déterminer la charge des protons, je dois préciser le nombre de protons dans le noyau.
M
L’enseignant.e incite les élèves à suivre. Il explique soigneusement les notations utilisées.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
1. Déterminer la charge électrique du noyau.
Le numéro atomique de l’atome du carbone est Z= 6. C-a-d le nombre de ces protons est égale à 6
Qprotons = 6 𝗑 (+e) = 6e
Pour déterminer la charge des protons, je dois précise le nombre de protons dans le noyau.
M
L’enseignant.e incite les élèves à suivre. Il explique soigneusement les notations utilisées.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
1. Déterminer la charge électrique du noyau.
Qprotons = 6e
QNoyau = 6e
= Qprotons
QNoyau ...............
Deuxième question: on veut déterminer la charge des électrons. Je sais que l’atome est neutre alors sa charge totale est nulle.
M
L’enseignant.e incite les élèves à suivre. Il explique soigneusement les notations utilisées.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
2. Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du carbone.
QAtome=...............
0
L’atome est constitué des électrons et du noyau.
M
L’enseignant.e incite les élèves à suivre. Il explique soigneusement les notations utilisées.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
2. Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du carbone.
QAtome= ..........................................
QNoyau + Qélectrons = 0
Pour calculer la charge des électrons, j’applique la relation suivante:
M
L’enseignant.e incite les élèves à suivre. Il explique soigneusement les notations utilisées.
L’atome du carbone C a le numéro atomique Z = 6.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
2. Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du carbone.
...................................
QNoyau + Qélectrons = 0
...................................
Qélectrons = - QNoyau
...................................
Qélectrons = - 6e
En bilan, pour déterminer la charge électrique du noyau d’un atome de nombre atomique Z et celle de ses électrons, on suit les étapes suivantes:
M
L’enseignant incite les élèves à suivre.
1. Déterminer la charge électrique du noyau d’un atome .
2. Déduire la charge électrique des électrons d’un atome.
QNoyau= .......................................
donc QNoyau = ..............
Alors: QNoyau = ...............
Qprotons + Qneutrons
+Ze + 0e
+Ze.
QAtome= ...................................... donc Qélectrons = ..............
Alors: Qélectrons = ...............
QNoyau + Qélectrons = 0
-QNoyau
-Ze.
Pratique guidée collective
10 min
Prenez votre ardoise pour écrire la bonne réponse.
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par A, B ou C.
0.
A
-e.
B
+e.
C
La charge électrique d’un électron est:
La charge d’un électron est –e.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
0.
A
-e.
B
+e.
C
La charge électrique d’un électron est:
VdC
Prenez votre ardoise pour écrire la bonne réponse.
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par A, B ou C.
0.
A
-e.
B
+e.
C
La charge électrique d’un proton est:
La charge d’un proton est +e.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
0.
A
-e.
B
+e.
C
La charge électrique d’un proton est:
VdC
Prenez votre ardoise pour écrire la bonne réponse.
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par V ou F.
Un neutron n’a pas de charge électrique.
Vrai
Faux
Effectivement, la charge d’un neutron est nulle, c’est-à-dire égale à 0.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
Vrai
Faux
Un neutron n’a pas de charge électrique.
VdC
Prenez votre ardoise pour écrire la bonne réponse.
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par V ou F.
La charge du noyau est nulle.
Vrai
Faux
La charge du noyau n’est pas nulle : elle est égale à la somme des charges des protons. C’est la charge totale de l’atome qui est nulle.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
La charge du noyau est nulle.
Vrai
Faux
VdC
Prenez votre ardoise pour écrire la bonne réponse.
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par V ou F.
Le numéro atomique Z est le nombre de neutrons.
Vrai
Faux
Le numéro atomique Z est égal au nombre de protons.
L’enseignant.e donne un feedback adéquat.
Le numéro atomique Z est le nombre de neutrons.
Vrai
Faux
VdC
Prenez votre ardoise et choisissez la proposition correcte:
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par V ou F.
3
A
4
B
7
C
Il y a 3 protons et 4 neutrons dans un noyau de lithium. Le numéro atomique du lithium est:
Le numéro atomique 3 signifie le nombre de protons.
VdC
Sur leur ardoise, les élèves répondent par V ou F.
3
A
4
B
7
C
Il y a 3 protons et 4 neutrons dans un noyau de lithium. Le numéro atomique du lithium est:
Voici un autre exemple d’atome qui est celui d’hélium. Premièrement, déterminez la charge électrique du noyau.
L’enseignant·e présente la tâche et recourt à l’alternance linguistique. Il fait passer des élèves au tableau pour expliciter la réponse.
L’atome d’hélium He a le numéro atomique Z = 2.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1. Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome d’hélium.
La charge des neutrons est nulle. Donc la charge du noyau est celle des protons. Le nombre des protons est 2.
L’enseignant·e structure la réponse après les réponses orales des élèves.
L’atome d’hélium He a le numéro atomique Z = 2.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1. Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome d’hélium.
QNoyau= ....................................... donc QNoyau = Qprotons ..............
Z=2 donc: QNoyau= .............
Qprotons + Qneutrons
+2e.
Déterminez maintenant la charge des électrons de l’atome d’hélium.
L’enseignant·e présente la tâche et recourt à l’alternance linguistique . Il fait passer des élèves au tableau pour expliciter la réponse.
L’atome d’hélium He a le numéro atomique Z = 2.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
2. Déduire la charge électrique des électrons de l’atome d’hélium.
On commence par exprimer la charge nulle de l’atome en fonction de la charge totale des électrons et la charge du noyau.
L’enseignant·e structure la réponse après les réponses orales des élèves.
L’atome d’hélium He a le numéro atomique Z = 2.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
2. Déduire la charge électrique des électrons de l’atome d’hélium.
QAtome= ………...................................... donc Qélectrons = ..............
Alors: Qélectrons = ...............
QNoyau + Qélectrons = 0
-QNoyau
-2e.
Pratique en binôme
10 min
Prenez vos livrets page 26, exercice1, et travaillez individuellement, puis discutez vos réponses en binômes.
L’enseignant·e accorde suffisamment de temps au travail individuel avant la discussion en binôme. Circuler entre les rangs et superviser le travail des élèves.
La charge des neutrons est nulle. Donc la charge du noyau est égale à celle des protons. Le nombre des protons est 11.
L’enseignant·e désigne des représentants de quelques binômes pour répondre et verbaliser le raisonnement avant d’afficher la réponse correcte.
L’atome du sodium Na a le numéro atomique Z = 11.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
1.Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome du sodium.
Puisque la charge électrique du noyau de l’atome du sodium est :
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
Qnoyau = Qprotons + Qneutrons alors QNoyau = +11e + 0e
Donc QNoyau = +11e
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Corrigeons la deuxième question.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour justifier oralement leur démarche.
L’atome du sodium Na a le numéro atomique Z = 11.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
2.Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du sodium.
1.Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome du sodium.
Puisque la charge électrique du noyau de l’atome du sodium est :
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
Qnoyau = Qprotons + Qneutrons alors QNoyau = +11e + 0e
Donc QNoyau = +11e
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
On commence par exprimer la charge nulle de l’atome en fonction de la charge totale des électrons et la charge du noyau.
L’enseignant·e désigne des représentants de quelques binômes pour répondre et verbaliser le raisonnement avant d’afficher la réponse correcte.
L’atome du sodium Na a le numéro atomique Z = 11.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
1
2.Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du sodium.
1.Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome du sodium.
Puisque la charge électrique du noyau de l’atome du sodium est :
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
Qnoyau = Qprotons + Qneutrons alors QNoyau = +11e + 0e
Donc QNoyau = +11e
Puisque Qatome = Qélectrons + Qnoyau alors QNoyau = Qélectrons +11e = 0e
Donc Qélectrons = -11e
Pratique autonome : �Travail individuel
7 min
PA
Prenez vos livrets page 26 et répondez individuellement aux questions de l’exercice 2.
L’enseignant·e circule dans la classe pour repérer les élèves en difficulté et orienter ceux qui maîtrisent la tâche vers les défis proposés à la page 30.
Page 26
2
La charge électrique du noyau de l’atome du lithium est :
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
1. Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome du lithium.
2.Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du lithium.
Qnoyau = .....................................................................................................................................
Donc ..................................................................................................................................
Qélectrons = ................................................................................................................................
L’atome du lithium Li a le numéro atomique Z = 3.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
Jem’entraîneseul
PA
Le temps est terminé. Voyons ensemble la solution des exercices.
L’enseignant accorde 5 min pour donner l’occasion aux élèves de présenter leurs productions et les corrige.
Temps Écoulé
PA
Corrigeons ensemble l’exercice 2, puis prenez la correction dans vos livres.
L’enseignant·e demande aux élèves de répondre aux questions oralement, en explicitant leur raisonnement, avant de structurer les réponses à recopier.
Page 26
2
1. Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome du lithium.
L’atome du lithium Li a le numéro atomique Z = 3.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
Jem’entraîneseul
Puisque la charge électrique du noyau de l’atome du lithium est :
..........................................................................................................
...........................................................................................................
Qnoyau = Qprotons + Qneutrons alors QNoyau = +3e + 0e
Donc QNoyau = +3e
....................................................................................3...............
........................................................................................................
PA
Prenez la correction sur vos livrets.
L’enseignant donne 5 min aux élèves pour recopier la correction sur les livrets. Il propose une solution au défi s’il reste assez de temps.
Page 26
2
1. Déterminer la charge électrique du noyau de l’atome du lithium.
L’atome du lithium Li a le numéro atomique Z = 3.
On veut déterminer la charge électrique du noyau de cet atome et celle de ses électrons.
Jem’entraîneseul
2.Déduire la charge électrique des électrons de l’atome du lithium.
Puisque Qatome = Qélectrons + Qnoyau alors QNoyau = Qélectrons +3e = 0e
Donc Qélectrons = -3e
Puisque la charge électrique du noyau de l’atome du lithium est :
..........................................................................................................
...........................................................................................................
Qnoyau = Qprotons + Qneutrons alors QNoyau = +3e + 0e
Donc QNoyau = +3
Clôture
3 min
L’enseignant.e peut revenir sur les activités du modelage, de la pratique en binôme et de la pratique autonome pour rappeler la tâche principale.
Avant de finir cette séance, c’était quoi notre tâche ?
C
Effectivement. Vous avez appris à déterminer la charge électrique du noyau d’un atome et la charge de ses électrons en se basant sur le numéro atomique Z.
C
Déterminer la charge électrique du noyau d’un atome et celle de ses électrons.
L’enseignant.e revient sur la tache pour l’expliciter davantage si nécessaire en revenant aux exemples d’atomes étudiés.
L’enseignant.e revient sur la tache pour l’expliciter davantage si nécessaire en revenant aux exemples d’atomes étudiés.
Voici un bilan de cette séance.
C
La charge électrique du noyau
la charge électrique des électrons
Lacharge électrique de l’atome
QNoyau= +Z.e
QAtome= 0
Qélectrons= - Z.e
CV
CV
CV
Et on termine par cette carte lexicale.
Faire participer les élèves à la lecture de la carte
Déterminer la charge électrique du noyau d’un atome et celle de ses électrons.
Ma tâche
Termes thématiques
Verbes de consigne
Structures pour répondre
MA CARTE LEXICALE
L’enseignant incite les élèves à faire l’exercice à la maison et clore la séance.
Voici l’exercice à faire à la maison.
C
Exercices 3 de la page 29
Exercices 4 et 5 de la page 30
Exercice 5 page 33 (devoir maison)
Fin de la séance