Un modèle de l’atome
Physique Chimie 10
I. L’atome :
1. Un modèle de l’atome :
Au cours de l’histoire, plusieurs modèles ont été proposés pour décrire la constitution de la matière.
Le modèle actuel est le modèle probabiliste mais on utilise encore régulièrement le modèle planétaire.
2. Constitution d’un atome :
Un atome est constitué d’un noyau, chargé positivement et d’électron(s), chargé(s) négativement en
mouvement autour de ce dernier.
Le noyau contient des particules appelées nucléons : les protons et les neutrons.
Autour du noyau, les électrons sont répartis sur des niveaux d’énergie appelés couches électroniques et
forment ce que l’on appelle le nuage, ou cortège électronique.
Remarque :
Les nucléons sont constitués d’autres particules : les quarks.
3. Caractéristiques des constituants d’un atome :
Particule
Proton
Neutron
Electron
Symbole
p
n
e-
Charge électrique en coulomb (C)
qp = 1,6×10-19 C = e
qn = 0
qe- = - 1,6×10-19 C = - e
masse
mp ≈ 1,67×10-27 kg
mn ≈ 1,67×10-27 kg
me- = 9,11×10-31 kg
e : charge élémentaire e = 1,6×10-19 C
4. Notation symbolique du noyau d’un atome :
Le noyau d’un atome est symbolisé par la notation
A
Z
X.
X représente le symbole de l’atome considéré.
Z est appelé numéro atomique (ou nombre de charges). Il indique le nombre de protons contenu dans le
noyau de l’atome. (np = Z)
A est appelé nombre de nucléons (ou nombre de masse). Il indique le nombre total de nucléons N(protons +
neutrons) contenus dans le noyau de l’atome. (N = np+ nn = A)
Le nombre de neutrons est nn = A - Z.
Remarque : notation symbolique d’un atome.
La représentation symbolique d’un atome est la même que celle de son noyau.
5. Propriétés d’un atome :
a.
Structure lacunaire d’un atome :
L’expérience de Rutherford (p154) montre que la matière est principalement constituée de vide. Il n’y a rien
entre le noyau d’un atome et ses électrons. Faire schéma.
dnoyau ≈ 10-15 m
Datome ≈ 10-10 m
b.
Electro-neutralité d’un atome :
Un atome est électriquement neutre. (Charge électrique nulle)
La charge électrique du proton étant égale à l’opposée de celle de l’électron, on en déduit qu’un atome
possède autant d’électrons qu’il y a de protons dans son noyau.
Le nombre d’électrons d’un atome est donc indiqué par son numéro atomique Z. (ne- = np = Z).
c.
Masse de l’atome :
La masse d’un atome correspond à la somme des masses de ses constituants.
Considérons un atome
A
Z
X.
m( AZ X) = np × mp + nn × mn + ne- × mem( AZ X) = Z× mp + (A-Z)× mn + Z× me- ≈ × mNucléons
II. Répartition des électrons d’un atome :
Les électrons d’un atome sont répartis sur des niveaux d’énergie appelés couches électroniques. Ces couches
sont symbolisées par des lettres.
Pour les atomes dont le numéro atomique Z est compris entre 1 et 18 inclus, les électrons sont répartis sur
les couches K, L, M.
-
La couche K est la plus proche du noyau. Elle peut accueillir au maximum 2 électrons.
La couche L peut en accueillir au maximum 8.
La couche M peut en accueillir 8 au maximum dans un premier temps.
Les électrons remplissent d’abord la couche K, puis la couche L et enfin la couche M.
Une couche est notée entre parenthèses et le nombre d’électrons qu’elle contient est noté en exposant.
Lorsqu’une couche électronique est remplie, elle est dite saturée.
On appelle électron(s) externe(s) ou électron(s) périphérique(s) les électrons de la dernière couche
électronique occupée (appelée couche externe).
Les électrons périphériques sont les moins liés au noyau. Ce sont eux qui participent aux réactions
chimiques.
Exemples :
Atome AZ X
Nombre de proton(s) = Z
Nombre de neutron(s) = A - Z
Nombre d’électron(s) = Z
Répartition électronique
Nombre d’électrons externes
p161 : 5 ; 6 ; 8 ; 11 ; 12 ; 15 ; 18 ; 21 ; 25 ; 26.
12
6
1
1
35
17
6
12 - 6 = 6
6
(K)2(L)4
4
1
1-1=0
1
(K)1
1
17
35 – 17 = 18
17
(K)2(L)8(M)7
7
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