Ce qui fait la quatrième manquait
La version précédente de cette page traitait correctement les symboles, les formules et le comptage d'atomes. Sur ses 6 361 caractères, « atome » comptait 50 occurrences et « molécule » 20.
Mais « tableau périodique » y valait zéro, « classification périodique » zéro, « numéro atomique » zéro. Or les repères de progressivité du programme sont explicites : « le tableau périodique est considéré à partir de la classe de 4e comme un outil de classement et de repérage ».
« Ion » valait zéro également, alors que le texte écrit « notions de molécules, atomes, ions » — trois mots, dont un manquait. Et avec lui l'acidité, la basicité, le pH.
Manquaient enfin « transformation chimique » et « transformation physique », les termes exacts d'une compétence entière ; « conservation de la masse » ; et « gaz à effet de serre », alors que la dernière activité de la page brûlait du méthane et produisait du dioxyde de carbone sans dire une fois ce que c'était.
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Lire une formule chimique
Un modèle se compte, une formule se lit — et les deux doivent dire la même chose.
Quatre modèles moléculaires — l'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'ammoniac — avec leurs vraies formes : coudée pour l'eau, linéaire pour le dioxyde de carbone, tétraédrique pour le méthane.
L'élève compte les sphères et écrit la formule. C'est l'exercice que la page précédente demandait sans fournir un seul modèle.
Un tableau reprend ensuite les neuf espèces de l'article : le nom, la formule, le détail des atomes et le total. Le glucose y compte 24 atomes, et il n'y a rien de plus à savoir que pour l'eau.
La fiche se ferme sur le chemin inverse : un énoncé décrit une molécule, l'élève écrit sa formule.
Un symbole sans indice vaut un atome : on n'écrit jamais le 1.
- Le modèle
- L'indice
- Le total
- Écrire une formule
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Le tableau périodique, outil de repérage
Un tableau où l'on retrouve un symbole à partir d'un nom, et l'inverse.
Les trois premières périodes, celles que la quatrième regarde. Chaque case porte le numéro atomique en haut à gauche, le symbole au centre et le nom en bas — et cinq cases ont été effacées.
Le programme est explicite sur la date : le tableau est un outil de classement et de repérage à partir de la quatrième, sans qu'il faille insister sur la notion d'élément chimique.
Cinq symboles de métaux sont ensuite à relier à leur nom. Trois d'entre eux ne s'expliquent pas par le français : Fe vient de ferrum, Na de natrium, Ag de argentum.
La fiche se ferme sur le repérage dans les deux sens — du nom au numéro et du numéro au nom — et sur la dernière colonne, celle des gaz qui ne réagissent presque jamais.
« CO » et « Co » ne désignent pas la même chose.
- Le numéro atomique
- Les colonnes
- Fe, Na, Ag
- Les gaz nobles
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Atome, molécule, ion — et corps pur ou mélange
Trois façons pour la matière d'exister, deux façons de la rencontrer.
Un corps pur ne contient qu'une seule espèce chimique ; un mélange en contient plusieurs. « Pur » en chimie ne veut dire ni « propre » ni « bon pour la santé » : l'eau distillée est un corps pur, l'eau minérale un mélange.
Une feuille de cuivre est un corps pur, et pourtant elle ne contient aucune molécule : un corps pur peut être fait d'un seul type d'atomes assemblés autrement.
Vient ensuite l'ion, la notion que la page précédente ignorait : un atome — ou un groupe d'atomes — qui a gagné ou perdu des électrons, et qui porte donc une charge.
L'ion hydrogène rend une solution acide, l'ion hydroxyde la rend basique, et le pH mesure lequel des deux l'emporte.
Être invisible ne rend pas un corps pur.
- Le corps pur
- Le mélange
- L'ion
- Le pH
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Transformation chimique ou transformation physique ?
Un seul critère : les espèces chimiques changent-elles ?
La glace qui fond reste de l'eau : même formule, autre état. Le sucre dissous est toujours là, dispersé : on obtient un mélange. Le méthane qui brûle, lui, disparaît — et d'autres espèces apparaissent.
C'est le seul critère. Ni la chaleur, ni le changement de couleur, ni le dégagement de gaz ne suffisent : ce sont des indices, pas la preuve.
Cinq copies d'élèves sont à valider ou à corriger, dont une qui affirme que des atomes disparaissent lors d'une transformation chimique. Ils se redistribuent : on retrouve les mêmes, en même nombre.
La fiche se ferme sur l'expérience : une paroi froide teste l'eau, l'eau de chaux teste le dioxyde de carbone. Deux produits identifiés, donc une transformation chimique.
Un indice n'est pas une preuve.
- Le critère
- Le mélange
- La rouille
- L'eau de chaux
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L'équation de réaction : une redistribution des atomes
Rien ne se perd : les mêmes atomes, assemblés autrement.
On compte, pour chaque élément, les atomes avant et après la flèche. Le grand chiffre écrit devant une formule multiplie toute la molécule : 2 O₂, ce sont quatre atomes d'oxygène.
Une équation fausse est proposée à côté : il lui manque les coefficients. On n'équilibre jamais en touchant aux formules — changer un indice change la molécule, et CO₃ n'est plus du dioxyde de carbone.
Vient ensuite la conservation de la masse. On brûle du méthane dans un récipient fermé en pesant tout : la masse du produit qu'on n'a pas pesé se déduit.
La fiche se ferme sur ce que la page précédente ne disait pas : le dioxyde de carbone produit est un gaz à effet de serre, et toute combustion d'un composé carboné en produit.
L'indice appartient à l'espèce ; le coefficient appartient à l'équation.
- Le coefficient
- L'équilibre
- La masse
- L'effet de serre
Compétences travaillées
-
Interpréter une formule
Lire chaque symbole et son indice, puis compter.
-
Se repérer dans le tableau périodique
Du nom au symbole, du numéro au nom — l'outil de la quatrième.
-
Distinguer atome, molécule et ion
Et corps pur, mélange, espèce chimique.
-
Lire une équation de réaction
Les mêmes atomes des deux côtés : une redistribution.
Pourquoi le tableau périodique arrive en quatrième
Les repères de progressivité du programme sont datés avec précision : « le tableau périodique est considéré à partir de la classe de 4e comme un outil de classement et de repérage des atomes constitutifs de la matière, sans qu'il faille insister sur la notion d'élément chimique ».
Deux mots comptent dans cette phrase. « Outil » : on s'en sert pour retrouver un symbole à partir d'un nom, et un nom à partir d'un numéro — pas pour en réciter la théorie.
« Sans insister sur la notion d'élément chimique » : la quatrième ne demande pas d'expliquer pourquoi les colonnes se ressemblent. Elle demande de savoir qu'elles se ressemblent, et de se repérer.
La suite est datée elle aussi : « la description de la constitution de l'atome et de la structure interne du noyau peut être réservée à la classe de 3e ». Protons, neutrons et électrons ne sont donc pas au programme de cette année — et ces fiches n'en parlent que là où l'ion l'exige.
Équilibrer, ce n'est pas une convention d'écriture
Une équation équilibrée porte le même nombre d'atomes de chaque élément de part et d'autre de la flèche. Ce n'est pas une règle d'orthographe chimique : c'est un fait physique.
Lors d'une transformation chimique, aucun atome n'est créé ni détruit. Ils se séparent et se recombinent autrement — c'est ce que le programme appelle une redistribution des atomes.
D'où la conservation de la masse : si les atomes sont les mêmes, la masse totale est la même. Lavoisier l'a établie en pesant dans un récipient fermé, et c'est bien pour cela qu'il fallait le fermer.
Et d'où la règle de correction : on équilibre en ajoutant des coefficients devant les formules, jamais en modifiant les indices. Un indice appartient à l'espèce ; le changer, c'est changer de molécule.
Méthode et vérification
Contenu produit à partir du programme de physique-chimie du cycle 4 (arrêté du 9 novembre 2015 modifié, BOEN n° 31 du 30 juillet 2020), thème « Organisation et transformations de la matière », et de ses repères de progressivité, qui datent de la classe de 4e le tableau périodique et l'usage des équations de réaction. L'applicabilité de ce texte pour 2026-2027 a été vérifiée : le projet de programme de physique-chimie du cycle 4 était en consultation du 18 mai au 19 juin 2026, pour la rentrée 2027. Le contenu atomique de chaque formule est obtenu par analyse de la formule ; les équations sont vérifiées équilibrées élément par élément ; la place de chaque case du tableau périodique est déduite du numéro atomique ; les modèles moléculaires sont confrontés à leur formule avant impression.
- Programme de physique-chimie du cycle 4, arrêté du 9 novembre 2015 modifié — BOEN n° 31 du 30 juillet 2020.
- Conseil supérieur des programmes, projet de programmes de physique-chimie du cycle 4, juillet 2025 — consultation du 18 mai au 19 juin 2026.
