Une première présentation de l’Univers : le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement

lacunaire aussi bien au niveau de l’atome qu’à l’échelle cosmique. Les dimensions de l’Univers sont telles que la distance parcourue par la lumière en une année est l’unité adaptée à leur mesure.

Description de l’Univers : l’atome, la Terre, le système solaire, la Galaxie, les autres galaxies, exoplanètes et systèmes planétaires extrasolaires.

Film : Voyage dans l'Univers

Exercice : Tailles de divers objets

Exercice : Les puissances de dix dans l'Univers

Document : L'axe des puissances de dix et les ordres de grandeur dans l'Univers
Propagation rectiligne de la lumière.

Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.

Cours : Qu'est-ce que la lumière ?

TP : Sonar et étude documentaire mesure distance Terre/Lune par laser

L’année de lumière.

Exercice : L'année-lumière

Exercice : Le parsec

Document : La mesure de la Terre par Eratosthène

Document : L'erreur d'Anaxagore

Document : Sphéricité de la Terre selon Aristote

Document : La méthode d'Aristarque
Corrigé étude documentaire : La méthode d'Aristarque

Les étoiles : l’analyse de la lumière provenant des étoiles donne des informations sur leur température et leur composition. Cette analyse nécessite l‘utilisation de systèmes dispersifs.

Dispersion de la lumière blanche par un prisme.

Animation : Dispersion de la lumière par un prisme

Animation : L'expérience historique de Newton

Animation : Le phénomène de l'arc-en-ciel

Réfraction.

Lois de Snell-Descartes.

Cours : Réfraction des ondes et de la lumière, décomposition de la lumière par un prisme (fiche prof)

Document : Le problème du sauveteur en mer

Caractérisation d’une radiation par sa longueur

d’onde.

Film : Les ondes électromagnétiques

Les spectres d’émission et d’absorption : spectres continus d’origine thermique, spectres de raies.

Raies d’émission ou d’absorption d’un atome ou d’un ion.

Document : L'ampoule à incandescence

Cours : Diffraction des ondes et obtention de spectres avec un réseau (fiche prof)

Cours : Obtention de spectres

Document : Spectroscopie des étoiles

Animation : atome et spectre

Les éléments chimiques présents dans l’Univers : au sein des étoiles se forment des éléments chimiques qui font partie des constituants de l’Univers. La matière qui nous entoure présente une unité structurale fondée sur l'universalité des éléments chimiques.

Un modèle de l’atome.

Cours : Atomes, molécules et ions

Noyau (protons et neutrons), électrons.

Nombre de charges et numéro atomique Z.

Nombre de nucléons A.

Charge électrique élémentaire, charges des

constituants de l’atome.

Électroneutralité de l’atome.

Masse des constituants de l’atome ; masse approchée d’un atome et de son noyau.

Dimension : ordre de grandeur du rapport des dimensions respectives de l’atome et de son noyau.

Éléments chimiques.

Cours : L'élément chimique

Isotopes, ions monoatomiques.

Etude de documents extraits du livre "Patience dans l'Azur" de Hubert Reeves
Extrait d'une émission de France Culture avec Hubert Reeves

Documents complémentaires à "Patience dans l'azur" : fission et fusion thermonucléaire

Abondance des éléments chimiques dans 'Univers

Caractérisation de l’élément par son numéro atomique et son symbole.

Répartition des électrons en différentes couches,

appelées K, L, M.

Répartition des électrons pour les éléments de numéro atomique compris entre 1 et 18.

Diaporama : Répartition électronique des 19 premiers éléments

Les règles du « duet » et de l’octet.

Application aux ions monoatomiques usuels.

Etude de document : les marais salants

Classification périodique des éléments.

Tableau périodique des éléments

Démarche de Mendeleïev pour établir sa classification.

TP : Le jeu de cartes des éléments

Etude de document sur Mendéleïev

Critères actuels de la classification : numéro atomique et nombre d'électrons de la couche externe.

Document complémentaire : Répartition des électrons sur les couches et les sous-couches

Le système solaire : l’attraction universelle (la gravitation universelle) assure la cohésion du système solaire. Les satellites et les sondes permettent l’observation de la Terre et des planètes.

Relativité du mouvement.

TP : La relativité du mouvement et la notion de référentiel

Référentiel. Trajectoire.

Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi.

La gravitation universelle.

L’interaction gravitationnelle entre deux corps.

La pesanteur terrestre.

Cours : Le poids d'un corps

Document : Différence entre poids et masse

Document : La Lune tombe-t-elle sur la terre ?

Document : Géocentrisme, héliocentrisme, découverte de la Gravitation Universelle

Réponses aux questionnaires sur la Lune qui tombe, l'Hélocentrisme et le géocentrisme

Film : Galilée la naissance d'une étoile
Document : Galilée
Document : Newton

Actions mécaniques, modélisation par une force.
Cours : Forces et interactions

Cours : Equilibre d'un solide soumis à deux ou trois forces

Effets d’une force sur le mouvement d’un corps : modification de la vitesse, modification de la trajectoire.

Cours : Mouvements et forces

Rôle de la masse du corps.

Principe d’inertie.

L’étude du mouvement : l’observation, l’analyse de mouvements et le chronométrage constituent une aide à l’activité sportive. Des lois de la physique permettent d’appréhender la nature des mouvements effectués dans ce cadre.

Relativité du mouvement.

TP : La relativité du mouvement et la notion de référentiel

Référentiel. Trajectoire.

Mesure d’une durée ; chronométrage.

Actions mécaniques, modélisation par une force.

Cours : Forces et interactions

Cours : Equilibre d'un solide soumis à deux ou trois forces

Effets d’une force sur le mouvement d’un corps : modification de la vitesse, modification de la trajectoire.

Cours : Mouvements et forces

Rôle de la masse du corps.

Principe d’inertie.

Les besoins et les réponses de l’organisme lors d’une pratique sportive : lors d’une activité physique, des transformations chimiques et physiques se produisent et s’accompagnent d’effets thermiques. Les apports alimentaires constitués d’espèces ioniques ou moléculaires permettent de compenser les pertes dues au métabolisme et à l’effort.

Solution : solvant, soluté, dissolution d’une espèce moléculaire ou ionique.

Concentrations massique et molaire d’une espèce en solution non saturée.

La quantité de matière. Son unité : la mole.

Constante d’Avogadro, NA.

Masses molaires atomique et moléculaire : M (g.mol^-1).

Cours : La mole

Exercices : La mole

Dilution d’une solution. 

Document : De la betterave au sucre

Système chimique.

Réaction chimique.

Écriture symbolique de la réaction chimique : équation de la réaction chimique.

TP : Stoechiométrie d'une réaction chimique (la levure chimique)

Cours-exercice : Tableau d'avancement d'une réaction chimique

Corrigé exercice : Tableau d'avancement d'une réaction chimique

La pression : la pression est une grandeur physique qui permet de comprendre l’influence de l’altitude sur les performances sportives et les effets physiologiques ressentis en plongée subaquatique.

Pression d’un gaz, pression dans un liquide.

Force pressante exercée sur une surface, perpendiculairement à cette surface.

Pression dans un liquide au repos, influence de la

profondeur.

Dissolution d’un gaz dans un liquide.

Loi de Boyle-Mariotte, un modèle de comportement de gaz, ses limites.

TP : Loi de Mariotte

TP : Pression et température

Les matériaux et les molécules dans le sport : la chimie permet d’améliorer le confort de la pratique et les performances par l’élaboration de nouveaux matériaux. Elle permet aussi de soigner et de procéder à des analyses de plus en plus précises pour lutter contre le dopage.

Matériaux naturels et synthétiques.

Molécules simples ou complexes : structures et groupes caractéristiques.

Formules et modèles moléculaires.

Formules développées et semi-développées.

Isomérie.

Extraction, séparation et identification d’espèces chimiques.

Aspect historique et techniques expérimentales.

Caractéristiques physiques d'une espèce chimique : aspect, température de fusion, température d’ébullition, solubilité, densité, masse volumique.

Chromatographie sur couche mince.

TP : Chromatographie

Interpréter les informations provenant d’étiquettes et de divers documents.

Le diagnostic médical : l’analyse de signaux périodiques, l’utilisation de l'imagerie et des analyses médicales permettent d’établir un diagnostic. Des exemples seront pris dans le domaine de la santé (électrocardiogramme, électroencéphalogramme, radiographie, échographie, fibroscopie, …). L’observation de résultats d’analyses médicales permet d’introduire les notions de concentration et d’espèces chimiques ainsi que des considérations sur la constitution et la structure de la matière.

Signaux périodiques : période, fréquence, tension maximale, tension minimale.

Ondes sonores, ondes électromagnétiques.

Domaines de fréquences.

Cours : Qu'est-ce qu'une onde ?
Cours : Qu'est-ce qu'une onde sinusoïdale ?
Cours : Qu'est-ce que la lumière ?

Propagation rectiligne de la lumière.

Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air.

Réfraction et réflexion totale. 

Animation : L'ampoule

Cours : Acoustique géométrique, écho sonore et ultrasonore
Cours : Réflexion des ondes par un obstacle (fiche élève)

Cours : Réflexion des ondes par un obstacle (fiche prof)

Cours : Réflexion des ondes par un obstacle (diaporama)

Document : problème du sauveteur en mer

Cours : Réfraction des ondes et de la lumière, décomposition de la lumière par un prisme (fiche prof)

Espèces chimiques, corps purs et mélanges.

Un modèle de l’atome.

Etude de document : histoire de l'atome

Noyau (protons et neutrons), électrons.

Nombre de charges et numéro atomique Z.

Nombre de nucléons A.

Charge électrique élémentaire, charges des

constituants de l’atome.

Électroneutralité de l’atome.

Éléments chimiques.

Cours : Atomes, molécules et ions

Cours : L'élément chimique

TP : L'élément cuivre dans tous ses états

Etude de document sur l'éthymologie des noms des éléments chimiques

Isotopes, ions monoatomiques.

Caractérisation de l’élément par son numéro atomique et son symbole.

Répartition des électrons en différentes couches,

appelées K, L, M.

Répartition des électrons pour les éléments de numéro atomique compris entre 1 et 18.

Diaporama : Répartition électronique des 19 premiers éléments

Les règles du « duet » et de l’octet.

Application aux ions monoatomiques usuels.

Formules et modèles moléculaires.

Formules développées et semi-développées.

Isomérie.

Diaporama : Quelques molécules simples
Diaporama : Quelques molécules plus complexes

Applet Java : Quelques molécules simples

Exercices : Atomes, molécules et ions

Corrigé des exercices : Atomes, molécules et ions

Etude de document : la méthode de Franklin pour mesurer la longueur d'une molécule d'huile

Classification périodique des éléments.

Démarche de Mendeleïev pour établir sa classification.

TP : Le jeu de cartes des éléments

Etude de document sur Mendéleïev

TP : Exemples de familles d'éléments (halogènes et alcalino-terreux)

Document complémentaire : flacon de dichlore Cl₂, flacon de dibrome Br₂ et flacon de diiode I₂ 

Critères actuels de la classification : numéro atomique et nombre d'électrons de la couche externe.

Document complémentaire : Répartition des électrons sur les couches et les sous-couches

Tableau périodique des éléments

Familles chimiques

TP : Identité des propriétés chimiques des éléments d’une même famille (2 familles)

Solution : solvant, soluté, dissolution d’une espèce

moléculaire ou ionique.

Analyses médicales ; concentrations massique et

molaire d’une espèce en solution non saturée.

La quantité de matière. Son unité : la mole.

Constante d’Avogadro, NA.

Masses molaires atomique et moléculaire : M(g.mol^-1).

Les médicaments : un médicament générique et un médicament « princeps » contiennent un même principe actif mais se différencient par leur formulation.

Principe actif, excipient, formulation.

Espèces chimiques naturelles et synthétiques.

Groupes caractéristiques. 

Solution : solvant, soluté, dissolution d’une espèce

moléculaire ou ionique.

Concentrations massique et molaire d’une espèce en solution non saturée.

Dilution d’une solution.

Extraction, séparation et identification d’espèces chimiques.

TP : Extraction par hydrodistillation de l'huile essentielle d'écorce d'orange

Aspect historique et techniques expérimentales.

Caractéristiques physiques d'une espèce chimique :

aspect, température de fusion, température d’ébullition, solubilité, densité, masse volumique.

Chromatographie sur couche mince.

TP : Chromatographie

Synthèse d’une espèce chimique.

TP : Synthèse de l'arôme de banane

Etude de document : "C'est pas sorcier" ; Les parfums ; Questionnaire

Densité, masse volumique. 

Système chimique.

Réaction chimique.

Écriture symbolique de la réaction chimique : équation de la réaction chimique.