Atomes, molécules et ions : exercices corrigés de CAP

Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Une molécule est un assemblage neutre d'au moins deux atomes, différents ou non ².
Un ion porte une charge électrique : positive pour un cation, négative pour un anion ².
Dans une formule, l'indice placé après un symbole donne le nombre d'atomes de cet élément ; sans indice, il y en a un seul ².
Pendant une réaction chimique, les atomes se conservent : on retrouve les mêmes atomes avant et après ².

Comment utiliser ces exercices

Cette page te propose des exercices de difficulté croissante sur les atomes, les molécules et les ions. Ils se suivent dans un ordre précis : les premiers servent à reconnaître et à compter, les derniers demandent de vérifier qu'une équation est cohérente. Prends une feuille, cherche chaque exercice sans regarder la correction, puis compare ta démarche avec les étapes proposées.

Si tu bloques, ouvre d'abord l'indice. Il t'oriente sans donner le résultat. La correction vient en dernier : lis-la pour comprendre le raisonnement, pas seulement pour vérifier un nombre.

Les exercices

Exercice 1 Compter les atomes du méthane

★☆☆Environ 4 min

La molécule de méthane a pour formule $\text{CH}_4$ .

Combien d'atomes de carbone contient-elle ?
Combien d'atomes d'hydrogène ?
Combien d'atomes en tout dans une molécule de méthane ?

Indice 1

Le carbone n'a pas d'indice : combien d'atomes cela représente-t-il ?

Indice 2

Le nombre total est la somme des atomes de chaque élément.

Voir la correction pas à pas

On repère les symboles de la formule : $\text{C}$ et $\text{H}$ .
Le symbole $\text{C}$ n'a pas d'indice : il y a 1 atome de carbone.
Le symbole $\text{H}$ porte l'indice 4 : il y a 4 atomes d'hydrogène.
On additionne : $1 + 4 = 5$ atomes en tout.

Une molécule de méthane contient 5 atomes : 1 de carbone et 4 d'hydrogène ². Retiens que l'absence d'indice veut dire « un seul ».

Exercice 2 Atome, molécule ou ion ?

★☆☆Environ 5 min

Voici quatre entités :

a. $\text{O}_2$ ;
b. $\text{CH}_4$ ;
c. un atome d'oxygène seul, sans charge ;
d. une entité formée d'un seul atome qui porte une charge globale positive.

Pour chacune, indique si c'est une molécule, un atome isolé ou un ion, et justifie en une phrase.

Indice 1

Une molécule est neutre et comprend plus d'un atome.

Indice 2

Un ion est une espèce chargée électriquement.

Voir la correction pas à pas

a. $\text{O}_2$ contient deux atomes d'oxygène et aucune charge indiquée : c'est une molécule.
b. $\text{CH}_4$ contient cinq atomes, sans charge : c'est aussi une molécule.
c. Un seul atome, sans charge : c'est un atome isolé, pas une molécule, car il n'y a pas plus d'un atome.
d. Une entité chargée est un ion. Sa charge est positive : c'est un cation.

Pour trancher, pose deux questions : « y a-t-il plus d'un atome ? » et « y a-t-il une charge ? ». Une molécule est neutre et comprend plus d'un atome ² ; un ion porte une charge ¹. Une charge positive désigne un cation ².

Exercice 3 Charge globale : neutre ou ion ?

★☆☆Environ 5 min

On considère trois entités. Pour chacune, on a compté les charges.

Entité	Charges positives	Charges négatives
X	10	10
Y	11	10
Z	8	10

Calcule la charge globale de Z (charges positives moins charges négatives).
Indique pour X, Y et Z si l'entité est neutre, un cation ou un anion.

Indice 1

Charge globale = nombre de charges positives − nombre de charges négatives.

Indice 2

Un résultat négatif correspond à un anion.

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Pour X : $10 - 10 = 0$ . La charge globale est nulle, X est neutre.
Pour Y : $11 - 10 = +1$ . La charge est positive, Y est un cation.
Pour Z : $8 - 10 = -2$ . La charge est négative, Z est un anion.
La réponse à la question 1 est donc $-2$ .

La charge globale de Z vaut −2. Les entités chargées sont des ions : positive pour un cation, négative pour un anion ². Une entité sans charge globale est neutre.

Exercice 4 Les atomes de l'éthane

★★☆Environ 6 min

Une molécule a pour formule $\text{C}_2\text{H}_6$ .

Donne le nombre d'atomes de carbone et le nombre d'atomes d'hydrogène.
Calcule le nombre total d'atomes dans cette molécule.

Indice 1

Chaque indice s'applique au symbole qui le précède.

Indice 2

Additionne les deux nombres trouvés à la question 1.

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Le symbole $\text{C}$ porte l'indice 2 : 2 atomes de carbone.
Le symbole $\text{H}$ porte l'indice 6 : 6 atomes d'hydrogène.
On additionne : $2 + 6 = 8$ .

La molécule contient 8 atomes au total. Compare avec le méthane : la même méthode donne 5 atomes pour $\text{CH}_4$ ². Seule la lecture des indices change.

Exercice 5 Plusieurs molécules à la fois

★★☆Environ 6 min

Un échantillon contient exactement 3 molécules de méthane $\text{CH}_4$ .

Combien d'atomes d'hydrogène contient-il ?
Combien d'atomes en tout ?

Indice 1

Une molécule de méthane contient 4 atomes d'hydrogène.

Indice 2

Pour le total, multiplie le nombre d'atomes d'une molécule par 3.

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Une molécule $\text{CH}_4$ contient 4 atomes d'hydrogène ².
Pour 3 molécules : $3 \times 4 = 12$ atomes d'hydrogène.
Une molécule contient 5 atomes en tout, donc $3 \times 5 = 15$ atomes dans l'échantillon.
Vérification : 3 atomes de carbone + 12 atomes d'hydrogène = 15 atomes.

L'échantillon contient 12 atomes d'hydrogène (et 15 atomes au total). Quand l'énoncé donne plusieurs molécules identiques, on multiplie le contenu d'une molécule par leur nombre.

Exercice 6 Reconnaître un cation

★★☆Environ 6 min

Un ion contient 12 charges positives et 10 charges négatives.

Calcule sa charge globale.
Cet ion est-il un cation ou un anion ? Justifie.
Cet ion peut-il être formé d'un groupe d'atomes et non d'un seul ? Réponds par une phrase.

Indice 1

Utilise la différence entre charges positives et charges négatives.

Indice 2

Relis la définition d'un ion polyatomique.

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On calcule : $12 - 10 = +2$ .
La charge globale est positive : c'est un cation ².
C'est possible : un groupe d'atomes qui porte une charge globale non nulle s'appelle un ion polyatomique ². Mais les données de l'énoncé ne permettent pas de savoir si cet ion est formé d'un seul atome ou de plusieurs.

La charge globale vaut +2 et l'ion est un cation. Ne confonds pas la charge d'un ion et le nombre d'atomes qui le forment : ce sont deux informations indépendantes.

Exercice 7 Équilibrer les charges d'un solide ionique

★★★Environ 8 min

Un petit morceau de composé ionique contient 3 cations portant chacun une charge de $+2$ . Les anions du morceau portent chacun une charge de $-1$ . On suppose le morceau globalement neutre.

Calcule la charge positive totale.
Déduis-en le nombre d'anions.
Explique en une phrase pourquoi les ions de signes opposés restent ensemble dans le solide.

Indice 1

Charge positive totale = nombre de cations × charge de chacun.

Indice 2

Pour être neutre, la charge négative totale doit compenser la charge positive.

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Charge positive totale : $3 \times (+2) = +6$ .
Le morceau est neutre : la charge négative totale vaut donc $-6$ .
Chaque anion porte $-1$ : il en faut $6 \div 1 = 6$ .
Les ions de charges opposées s'attirent par une force électrostatique, ce qui assure la cohésion du solide ².

Il faut 6 anions pour compenser 3 cations de charge $+2$ . Les composés ioniques regroupent des cations et des anions, tenus ensemble par l'attraction entre charges de signes opposés ².

Exercice 8 Vérifier la conservation des atomes

★★★Environ 10 min

On étudie la combustion du méthane, écrite ainsi :

$\text{CH}_4 + 2\,\text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$

Compte les atomes d'hydrogène à gauche de la flèche.
Compte les atomes d'hydrogène à droite de la flèche.
Fais de même pour le carbone et pour l'oxygène.
Que peux-tu conclure sur l'équation ?

Indice 1

Le coefficient devant une formule multiplie tous les atomes de cette formule.

Indice 2

À droite, $2\,\text{H}_2\text{O}$ représente deux molécules ayant chacune deux atomes d'hydrogène.

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Hydrogène à gauche : une molécule $\text{CH}_4$ en contient 4 ².
Hydrogène à droite : $2 \times 2 = 4$ atomes dans $2\,\text{H}_2\text{O}$ . Les deux côtés sont égaux.
Carbone : 1 à gauche (dans $\text{CH}_4$ ) et 1 à droite (dans $\text{CO}_2$ ).
Oxygène à gauche : $2 \times 2 = 4$ . Oxygène à droite : 2 dans $\text{CO}_2$ plus $2 \times 1 = 2$ dans $2\,\text{H}_2\text{O}$ , soit 4. Les totaux sont égaux.
Chaque élément est présent en même quantité des deux côtés : l'équation respecte la conservation des atomes.

Il y a 4 atomes d'hydrogène à droite, comme à gauche. Les atomes se conservent au cours d'une réaction chimique, seules les molécules changent ². C'est ce contrôle élément par élément qui permet de valider une équation.

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si une formule représente une molécule ou un ion ?

Regarde s'il y a une charge indiquée et combien d'atomes la formule contient. Une molécule est neutre et comprend plus d'un atome ². Un ion est chargé électriquement ¹, et peut être formé d'un seul atome ou d'un groupe d'atomes ².

Pourquoi compte-t-on les atomes avant et après une réaction ?

Parce que les atomes se conservent pendant une réaction chimique : ce sont les assemblages, c'est-à-dire les molécules, qui se transforment ². Si le total d'un élément n'est pas le même des deux côtés de la flèche, l'équation est fausse et il faut ajuster les coefficients.

Que signifie le petit chiffre dans une formule comme O2 ?

C'est un indice : il indique le nombre d'atomes de l'élément qui le précède. Dans $\text{O}_2$ , il y a deux atomes d'oxygène ². Un coefficient écrit devant la formule, comme le 2 dans $2\,\text{H}_2\text{O}$ , compte au contraire le nombre de molécules.

Sources

Cours de chimie - Atomes et molécules, Académie de Lyon. Consulté le 9 novembre 2026.
Molécule, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.

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L'essentiel

Comment utiliser ces exercices

Les exercices

Exercice 1 Compter les atomes du méthane

Exercice 2 Atome, molécule ou ion ?

Exercice 3 Charge globale : neutre ou ion ?

Exercice 4 Les atomes de l'éthane

Exercice 5 Plusieurs molécules à la fois

Exercice 6 Reconnaître un cation

Exercice 7 Équilibrer les charges d'un solide ionique

Exercice 8 Vérifier la conservation des atomes

Les questions qu'on se pose

Sources

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Supérieur