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Chimique ou Naturel
De l'atome à la galaxie
Modèle de l'atome
La classification périodique
des élèments
La mole
Lexique
Constitution de la matière.
Chapitre 1 : modèle de l'atome.
I.Histoire de l'atome. (Voir p.58 du livre)
Complément :
- Thomson a également découvert le proton.
- Le neutron est découvert en 1932 par Shadwick.
II. Structure de l'atome.
Un atome est constitué d'un noyau et d'électrons en mouvement dans le vide autour du noyau.
1. Le noyau.
Il est constitué de nucléons qui sont de deux types : protons, neutrons.
a. Les protons.
Masse du proton = 1.673.10-27kg
il porte une charge électrique positive, notée "e" (pour charge élementaire)
b. Les neutrons.
ils sont électriquement neutre.
masse neutron ‘ masse d'un proton.
le nombre de proton s'appelle numéro atomique, noté Z.
Le nombre de nucléons s'appelle nombre de masse et est noté A.
Par conséquent, le nombre de neutrons est noté N=A-Z.
ex : le carbone (Z = 6 et A = 14)
dans le noyau, il y a 6 protons, donc 14 - 6 = 8 neutrons.
2. Les électrons.
masse de l'électrons = 9.1 .10-31kg.
—> 1000 fois plus léger qu'un nucléon.
Négligeable comparé à la masse d'un nucléon.
Il est chargé négativement.
"-e" = -1.6 -17 C.
Les charges des électrons et des protons sont opposées (même valeur absolue mais de signe contraire)
La matière est donc électriquement neutre.
—> dans la matière, il y a le même nombre d'électrons que de protons = Z.
3. Symboles.
Un atome est symbolisé par une ou deux lettres, la première en majuscule, la seconde, en minuscule. (ex: C = carbone ou Au = or)
Tous sur la page cartonée à la fin du livre.
Symboles du noyau d'un atome :
Symbole de l'atome plus nombre de protons Z plus nombre de masse A.
Remarque : dans le livre, A n'est pas donné.
4. Masse de l'atome.
masse de l'atome = masse du noyau = masse des électrons.
Puisque la masse des electrons est négligeable devant celle d'un nucléon :
on dit que la masse de l'atome est égale à celle du noyau.
—> La masse d'un atome est concentrée dans son noyau.
masse du proton ‘ masse du noyau = masse du nucléon.
La masse du noyau = masse de tout les nucléons = A fois masse du nucléon.
masse atomique = A x masse du nucléon.
5. Dimension de l'atome.
Par conséquent, un atome est essentiellement constitué de vide : structure lacunaire.
III) L'élement chimique.
1. Les isotopes.
Dédinition : Atome ayant le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent.
2. Les ions
IL existe des élements à l'état ionique.
Cu 2+ : l'atome de cuivre à perdu 2 électrons.
Cl- : l'atome de chlore à gagner un électron.
Généralisation :
Un ion positif (un cation) est un atome qui a perdu un ou plusieurs électron(s).
Un ion négatif (un anion) est un atome qui a gagner un ou plusieurs électron(s).
—> Le noyau de ne subbit aucune modifications.
3. L'élement chimique : caractèrisé par son numéro atomique.
| A chaque numéro atomique correspond un et un seul élement chimique. |
ex : Z=17, le chlore.
Par contre cet élement peut exister sous différentes formes : isotopes, ions, etc.
4. Conservation des élements chimiques au cours d'un transformation chimique.
(Voir tp sur le cuivre)
autre ex : Cl2 (dichlorure, gaz toxique) réagit avec Na (sodium, solide très corosif) et donne du NaCl.
Ceci traduit une règle élementaire en chimie : au cours d'une transformation chimique, il y a coneservation des élèments chimiques.
IV) Modèle du cortège électronique.
1) Introduction
Experimentalement, on a démontrer que les électrons n'étaient pas attirés de la même manière par le noyau.
voir document 16 page 64 : nuage électronique.
ex : le Lithium : Z = 3 (3 électrons)
Pour tous les atomes dont le numéro atomique Z est inférieur ou égal à 18, la répartition des électrons sur les couches électroniques K, L et M se fait de la manière suivante :
- Chaque couche électronique peut contenir un nombre limité
d'électrons :
2 électrons pour la couche K.
8 électrons pour la couche L.
8 électrons pour la couche M.
Note : Une couche contenant son nombre maximal d'électrons est dite pleine ou saturée. - L'ordre de remplissage des couches est la couche K, puis la couche L, puis la couche M.
- un électron ne peut être placé dans une couche que si les couches précédentes sont pleines.
exemple :
l'atome d'Aluminium : Z = 13
(K)2 (L)8 (M)3
Doc.17 p.65
3) Couches externes, couches internes.
- les electrons de la couche K (les plus rapprochés du noyau) sont les attirés du noyau.
- les électrons de la dernière couche (externe, M pour l'Aluminium) occupée sont les moins liés au noyau et les plus éloignés.
- autres couches sont "internes" (K et L pour l'Aluminium)
4) Ions monoatomiques.
Même règles de remplissage des couches.
Exemple :
Li+ (Z = 3) : toujous 3 protons mais 2 électrons
donc (K)2
2002, Jel