Physique-chimie · 4e
Atomes et molécules : exercices corrigés de 4e
Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Un atome se note par un symbole (O, H, C) ; une molécule se note par une formule (O₂, H₂O, CH₄).2
- Une molécule est un assemblage électriquement neutre d'au moins deux atomes, identiques ou non.3
- L'indice placé après un symbole donne le nombre d'atomes de ce type : CH₄ contient 1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène.3
- Lors d'une réaction chimique, les molécules se transforment mais les atomes se conservent : ils sont seulement redistribués.31
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices te font manipuler la différence entre atome et molécule, lire une formule et compter des atomes. Ils sont classés du plus simple au plus délicat. Cherche d'abord seul(e) : lis l'énoncé, essaie, puis ouvre un indice si tu bloques. Regarde la correction à la fin, étape par étape, et compare avec ta démarche, pas seulement avec le résultat final.
Les exercices
Exercice 1 Atome ou molécule ?
Voici cinq écritures : O, O₂, H₂O, C, CH₄.
- Lesquelles sont des symboles d'atomes ?
- Lesquelles sont des formules de molécules ?
- Parmi les molécules, lesquelles sont formées d'un seul type d'atomes ?
Indice 1
Un symbole d'atome s'écrit sans indice et représente un seul atome.
Indice 2
Une molécule comprend au moins deux atomes, qu'ils soient identiques ou non.
Voir la correction pas à pas
On regarde chaque écriture. O et C sont des symboles : ils représentent un atome d'oxygène et un atome de carbone.
O₂, H₂O et CH₄ sont des formules : chacune décrit un assemblage de plusieurs atomes, donc une molécule.
O₂ ne contient que des atomes d'oxygène : c'est une molécule à un seul type d'atomes.
H₂O (hydrogène et oxygène) et CH₄ (carbone et hydrogène) contiennent deux types d'atomes différents.
Symboles d'atomes : O et C. Formules de molécules : O₂, H₂O et CH₄. Seule O₂ est formée d'un unique type d'atomes.3
Exercice 2 Les atomes d'une molécule de méthane
Une molécule de méthane a pour formule CH₄.
- Quels types d'atomes la composent ?
- Combien d'atomes de chaque type contient-elle ?
- Combien d'atomes contient-elle au total ?
Indice 1
Le chiffre en indice suit le symbole auquel il se rapporte.
Indice 2
Un symbole sans indice représente un seul atome.
Voir la correction pas à pas
Les symboles présents sont C (carbone) et H (hydrogène).
C n'a pas d'indice : il y a 1 atome de carbone. H porte l'indice 4 : il y a 4 atomes d'hydrogène.3
On additionne : 1 + 4 = 5 atomes au total.
Une molécule de CH₄ contient 5 atomes : 1 de carbone et 4 d'hydrogène.
Exercice 3 Compter dans plusieurs molécules d'eau
Une molécule d'eau a pour formule H₂O. On considère 3 molécules d'eau, notées 3 H₂O.
- Combien d'atomes d'hydrogène contiennent-elles en tout ?
- Combien d'atomes d'oxygène ?
- Combien d'atomes au total ?
Indice 1
Compte d'abord les atomes dans une seule molécule, puis multiplie.
Indice 2
Pense à ne pas confondre le 3 devant la formule et le 2 en indice.
Voir la correction pas à pas
Dans une molécule H₂O, il y a 2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène, soit 3 atomes.
Pour 3 molécules : hydrogène = 3 × 2 = 6 atomes.
Oxygène = 3 × 1 = 3 atomes.
Total = 6 + 3 = 9 atomes, ce que confirme 3 × 3 = 9.
Les trois molécules d'eau contiennent 6 atomes d'hydrogène et 3 atomes d'oxygène, donc 9 atomes en tout.
Exercice 4 Un lot de molécules de méthane
On dispose de 4 molécules de méthane CH₄.
- Combien d'atomes d'hydrogène contiennent-elles ?
- Combien d'atomes en tout ?
Indice 1
Une molécule de CH₄ compte 5 atomes, dont 4 d'hydrogène.
Indice 2
Multiplie le contenu d'une molécule par le nombre de molécules.
Voir la correction pas à pas
Une molécule CH₄ contient 1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène.3
Hydrogène dans 4 molécules : 4 × 4 = 16 atomes.
Carbone : 4 × 1 = 4 atomes.
Total : 16 + 4 = 20 atomes, soit aussi 4 × 5 = 20.
Les 4 molécules contiennent 16 atomes d'hydrogène, et 20 atomes au total.
Exercice 5 Quelle formule pour quel modèle ?
Un élève construit un modèle moléculaire avec des boules : une boule noire représente un atome de carbone, des boules blanches représentent des atomes d'hydrogène. Son modèle comporte 1 boule noire et 4 boules blanches reliées entre elles.
- Écris la formule de la molécule modélisée.
- Cette molécule est-elle élémentaire ou hétéronucléaire ? Justifie.
- Le même élève dit : « Mon modèle représente un atome. » Corrige-le.
Indice 1
On écrit le symbole de chaque type d'atome, suivi de l'indice qui donne le nombre de boules.
Indice 2
Regarde si le modèle contient un seul type de boule ou plusieurs.
Voir la correction pas à pas
Une boule noire = 1 atome de C : on écrit C sans indice. Quatre boules blanches = 4 atomes de H : on écrit H₄. La formule est CH₄.3
Le modèle comprend deux types d'atomes, carbone et hydrogène : la molécule est donc hétéronucléaire.3
Le modèle regroupe cinq atomes liés : il représente une molécule, pas un atome. Un atome seul serait une unique boule, notée par son symbole.2
Formule CH₄, molécule hétéronucléaire ; le modèle représente une molécule et non un atome.
Exercice 6 Les atomes se conservent
Dans une transformation chimique, on admet que 2 molécules de dihydrogène H₂ réagissent avec 1 molécule de dioxygène O₂ et que tous les atomes se retrouvent dans des molécules d'eau H₂O.
- Combien d'atomes d'hydrogène et d'oxygène y a-t-il au départ ?
- Combien de molécules d'eau peut-on former au maximum ?
- Vérifie que le nombre d'atomes d'hydrogène est le même avant et après.
Indice 1
Une molécule d'eau utilise 1 atome d'oxygène.
Indice 2
Les atomes ne disparaissent pas : on les compte avant puis après.
Voir la correction pas à pas
Hydrogène au départ : 2 × 2 = 4 atomes. Oxygène au départ : 1 × 2 = 2 atomes.
Chaque molécule H₂O contient 1 atome d'oxygène : avec 2 atomes d'oxygène, on forme 2 molécules d'eau.
Après la transformation : 2 molécules H₂O contiennent 2 × 2 = 4 atomes d'hydrogène, comme au départ.
Les atomes se conservent pendant une réaction chimique ; seule leur association change.3 On parle de redistribution des atomes.1
On forme 2 molécules d'eau, et les nombres d'atomes d'hydrogène (4) et d'oxygène (2) sont identiques avant et après.
Exercice 7 Bilan d'atomes d'une combustion
On donne le bilan d'une transformation chimique : 1 molécule de méthane CH₄ et 2 molécules de dioxygène O₂ donnent 1 molécule de CO₂ et 2 molécules de H₂O.
- Compte les atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène avant la transformation.
- Compte-les après.
- Que constates-tu ? Combien d'atomes d'oxygène y a-t-il après la transformation ?
Indice 1
Fais un tableau avec trois lignes (C, H, O) et deux colonnes (avant, après).
Indice 2
CO₂ contient 2 atomes d'oxygène ; H₂O en contient 1.
Voir la correction pas à pas
Avant : C = 1 (dans CH₄) ; H = 4 (dans CH₄) ; O = 2 × 2 = 4 (dans 2 O₂).
Après : C = 1 (dans CO₂) ; H = 2 × 2 = 4 (dans 2 H₂O) ; O = 1 × 2 (dans CO₂) + 2 × 1 (dans 2 H₂O) = 4.
Les trois nombres sont identiques avant et après : 1, 4 et 4.
Les molécules ont changé, mais aucun atome n'est créé ni perdu.3 Il y a donc 4 atomes d'oxygène après la transformation.
Après la transformation, on compte 1 atome de carbone, 4 d'hydrogène et 4 d'oxygène, exactement comme avant : les atomes se sont redistribués.
Exercice 8 Un mélange de molécules
Un récipient contient 5 molécules de dioxygène O₂ et 3 molécules de méthane CH₄.
- Combien d'atomes d'oxygène contient-il ?
- Combien d'atomes d'hydrogène ?
- Combien d'atomes en tout dans le récipient ?
Indice 1
Traite chaque sorte de molécule séparément, puis additionne.
Indice 2
Seul CH₄ apporte de l'hydrogène ; seul O₂ apporte de l'oxygène.
Voir la correction pas à pas
Oxygène : 5 molécules de O₂ × 2 atomes = 10 atomes.3
Hydrogène : 3 molécules de CH₄ × 4 atomes = 12 atomes.
Carbone : 3 molécules de CH₄ × 1 atome = 3 atomes.
Total : 10 + 12 + 3 = 25 atomes. Contrôle : 5 × 2 + 3 × 5 = 10 + 15 = 25.
Le récipient contient 10 atomes d'oxygène, 12 d'hydrogène et 3 de carbone, soit 25 atomes au total.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir si j'ai affaire à un atome ou à une molécule ?
Que signifie le petit chiffre dans une formule ?
Le chiffre en indice indique le nombre d'atomes du symbole qui le précède. Dans CH₄, le 4 se rapporte à H : il y a quatre atomes d'hydrogène pour un atome de carbone.3 Quand il n'y a pas de chiffre, c'est qu'il y a un seul atome de ce type.
Pourquoi compte-t-on les atomes avant et après une transformation ?
Sources
- Ressource d'accompagnement Éduscol (document officiel), Éduscol. Consulté le 12 novembre 2026.
- Accompagnement personnalisé – Atomes et molécules 4ème, Académie de Strasbourg. Consulté le 12 novembre 2026.
- Molécule, Wikipédia. Consulté le 12 novembre 2026.
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