Kit de molécules : voir la chimie en 3D, du collège au lycée

Sur le cahier de chimie, une molécule d'eau se résume à trois lettres, H₂O, et à quelques traits. Dans la main, avec un kit de molécules, elle devient un objet : une boule rouge pour l'oxygène, deux boules blanches pour l'hydrogène, reliées en forme de V. Pour un collégien ou un lycéen, assembler les molécules en trois dimensions aide à comprendre ce que les formules veulent dire : la forme des molécules, le nombre de liaisons de chaque atome, la différence entre deux composés qui s'écrivent presque pareil. C'est un outil de révision qu'on manipule, et qui rend la chimie concrète. Voici le kit Linktor de notre catalogue, à partir de quel âge, et comment s'en servir pour réviser.

En bref : la chimie à manipuler, selon l'âge

Ce qu'un kit de molécules apporte à votre ado

Voir dans l'espace. Une molécule n'est pas plate : le méthane forme une pyramide, l'eau un V. Le modèle montre ce que le dessin ne montre pas. Voyez les casse-têtes 3D et la vision dans l'espace.

Comprendre les règles des liaisons. Le carbone a quatre liaisons, l'hydrogène une seule : en construisant, on le vérifie sans avoir à l'apprendre par cœur.

Réviser en manipulant. Construire une molécule du cours, la faire tourner, puis la redessiner : une révision active, plutôt qu'une simple relecture. Voyez nos jeux pour la mémoire.

Se poser des questions. Pourquoi cette forme ? Que se passe-t-il si on remplace un atome ? Le kit pousse à chercher.

Notre choix : le kit de molécules Linktor

Le kit Linktor, autour de 45 €, noté 4,5 sur 5 sur plus de 2 300 avis : 444 pièces, dont 136 atomes et 158 liaisons pour construire de nombreuses molécules en trois dimensions, et 150 éléments dédiés au fullerène C60.

Construisez une molécule du cours, faites-la tourner, puis demandez de la redessiner sans regarder le modèle.

Les réserves : de nombreuses petites pièces à trier, et il faut quelques notions de chimie pour en tirer parti. Ce n'est pas un jouet pour un enfant de primaire, ni un kit d'expériences.

Le code des couleurs

Les modèles moléculaires utilisent souvent une convention de couleurs, appelée CPK, du nom des chimistes Corey, Pauling et Koltun. Vérifiez la notice de votre kit, mais vous retrouverez le plus souvent :

Cinq molécules pour commencer

1. L'eau, H₂O : un oxygène, deux hydrogènes, en forme de V.
2. Le dioxyde de carbone, CO₂ : trois atomes alignés, avec deux doubles liaisons.
3. Le méthane, CH₄ : un carbone au centre d'une pyramide d'hydrogènes.
4. L'éthanol, C₂H₅OH : comparez-le à l'éther diméthylique, qui a la même formule brute mais pas la même forme.
5. Le fullerène C60 : 60 atomes de carbone qui forment 12 pentagones et 20 hexagones, comme un ballon de football. Sa découverte, en 1985, a valu le prix Nobel de chimie 1996 à Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley. Un beau défi de construction.

Plus jeune : d'abord les expériences

Avant 12 ans, la chimie se découvre plutôt en mélangeant et en observant.

Buki Chimie sans danger, autour de 25 €, noté 4,5 sur 5 sur près de 4 400 avis, dès 8 ans : 150 expériences avec sel, vinaigre, tubes et papier pH. Faites une ou deux expériences par séance et demandez une prédiction avant chaque mélange.

National Geographic Chimie, autour de 42 €, dès 4 ans en activité parent-enfant : 50 expériences guidées et plus de 20 outils. Lisez la liste des ingrédients avant la séance.

Voyez aussi le kit de potions et la chimie pour enfants.

Lequel choisir

Bien s'en servir

• Partir du cours : construire les molécules du chapitre en cours plutôt que tout le catalogue.
• Une boîte à compartiments : trier les atomes par couleur fait gagner du temps à chaque séance.
• Comparer : deux molécules proches côte à côte, pour repérer ce qui change.
• Rangement à l'écart des frères et sœurs de moins de 3 ans : les petites pièces s'avalent.

Par où commencer

• Un enfant de 9 ans curieux : Buki Chimie sans danger.
• Un collégien : le kit Linktor, en commençant par l'eau et le méthane.
• Un lycéen : le défi du fullerène C60.

Pour d'autres idées, voyez nos jouets éducatifs.

Sources

• CPK coloring, Wikipédia (en anglais)
• Fullerène, Wikipédia