Le modèle de l'atome Le modèle atomique est le résultat d'une réflexion et d'expériences qui se sont déroulées sur plusieurs siècles et a évolué et a été modifié, tout au long de l'histoire. I- Structure de l'atome: 1)Evolution historique: ● 400 ans avant J.-C. le philosophe grec Démocrite a considéré que la matière est constituée de petits grains indivisibles qu’il appelle atomes .Cette imagination restait dominante jusqu'à l'arrivée de Dalton en 1810 (physicien britannique) qui a supposé l’existence des atomes de formes sphériques et qu'il en existe plusieurs types qui peuvent expliquer les propriétés de la matière. ● En 1895, le britannique Thomson a proposé un modèle de l’atome dans lequel l'atome est une boule électriquement neutre remplie d’une substance chargée positivement et d’électrons charges négativement . ● En 1907 Thomson demande à son élève Rutherford de vérifier l'exactitude de son modèle atomique qui à l'aide de sa célèbre expérience dans laquelle il a bonbardé une mince feuille d’or un faisceau de particules alpha il a mis en evidence l'existence du noyau atomique et il a proposé le modèle plannétaire de l'atome.( un noyau positif chargé positivement autour duquel gravitent des electrons). ● En 1913 le modèle de Bohr considère les électrons tournent autour du noyau selon des orbites de rayon défini , pas tous identiques et pas tous contenus dans le même plan . ● Le modèle actuel de l'atome est donné en 1925 par deux savants : Schrödinger et Louis de Broglie: ils ont admis que la notion d’orbite n’a plus de sens pour un électron dans un atome . Les electrons forment un nuage qui entoure le noyau ,ils tournent autour du noyau de façon aléatoire et désordonnée. On parle de chance de trouvé l’électron à une distance donnée du noyau (modèle probabiliste) . 2)Constituants de l'atome: 3) Constituants du noyau atomique: Le noyau atomique est chargé positivement il occupe un espace très petit et il contient, presque toute la masse de l'atome. Les constituants du noyau atomique s'appellent les nucléons: ce sont les protons et les neutrons. Le proton est chargé positivement ,chaque protons porte une charge q= +e = +1,6.10-19C, la masse du proton st :mp=1,673 x 10-27 kg. Le neutron est électriquement neutre , sa charge q=0, la masse du neutron est :mn=1,675x 10-27 kg. 4)Symbole du noyau atomique: On représente le noyau atomique par le symbole suivant : L'atome étant électriquement neutre , le nombre d'électrons d'un atome autour de son noyau est égale au nombre de protons dans le noyau .On dit que l'électroneutralité est vérifiée pour tout atome . On note : charge des protons + charge des électrons = 0 + Z.e-Z.e=0 qp+ qe- =0 se compose de 11 nucléons ( 5protons +6neutrons) autour duquel tournent 5 électrons.: Exemple 2: 11 5 B Exemple 1 : le noyau de l'atome autour Exercice d'application : Correction: 1) 63 représente le nombre de masse A=63 et 29 représente le numéro atomique Z=29. ..................................................................................................................................................................................................... 2) Généralement on a : Le nombre de neutrons N=A-Z=63-29=34 Donc l'atome contient 29 protons 34neutrons et 29 électrons. ..................................................................................................................................................................................................... 1,6.10-19 = - 4,64.10-18C 3) charge des électrons : qe-= -Z.e= - 29 charge des protons: qp= +Z.e = + 29 1,6.10-19=+ 4,64.10-18C On a : qp+ qe- =0 donc l'atome est électriquement neutre. ..................................................................................................................................................................................................... 4) On sait que l'atome est électriquement neutre. donc : qp+ qe- =0 donc la charge des protons est : qp=- qe- = 2,08.10-18C 2,08 10 18 Z 13 e 1,6.10 19 qp or : qp=Z.e donc : 27 contient 13 protons 14 neutrons , autour duquel tournent 13 électrons. 13 A Le noyau de l'atome d'aluminium noté : 5) Masse de l'atome : Exercice d'application : Correction: conclusion : masse de l'atome = masse du noyau. II-L'élement chimique: 1) Définition: L’élément chimique est l’ensemble des entités chimiques caractérisées par le même numéro atomique Z. Chaque élément chimique est représenté par un symbole chimique. 2) Les isotopes d'un élément chimique: Les isotopes d'un élément chimique sont des atomes ayant le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent, c'est à dire qu'ils ont le même numéro atomique et des nombres de masses différents. Exemples : le carbone possède trois isotopes : 126 C , 136C et 146 C . 3) Les ions: Un ion est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. Un atome qui perd des électrons devient chargé positivement est un cation. Ex : Na+ ; Mg2+ ; Al3+. Un atome qui gagne des électrons devient chargé négativement est un anion. Ex : Cl- ; O2-. 4)Conservation de l'élément chimique: Aucours d'une réaction chimique les éléments chimiques présents avant la transformation chimique sont aussi présents après la transformation : on dit qu'il y a conservation de l'élément chimique . III-Répartition éléctronique : 1) Notion de couches éléctroniques: Les éléctrons d'un atome sont répartis sur différentes couches autour du noyau .Ces couches sont notées successivement (K, L , M, N, ………) .Mais dans cette étude on va se limiter sur la répartition des éléctrons sur les trois premières couches (K, L , M ) ,c'est-à-dire pour les atomes ayant des éléments chimiques ayant un nombre atomique 1 Z 18 . 2) Règles de remplissage: ■ La première règle: -Chaque couche éléctronique ne peut contenir qu'un nombre limité d'éléctrons 2.n 2 (n : le nombre de la couches): - pour la 1ère couche 2.(1) 2 2 donc 2 éléctrons aux maximum pour la couche K. - pour la 2ème couche 2.( 2) 2 8 donc 8 éléctrons aux maximum pour la couche L. - pour la 3ème couche 2.(3) 2 18 donc 18 éléctrons aux maximum pour la couche M. - pour la 4ème couche 2.( 4) 2 36 donc 36 éléctrons aux maximum pour la couche N. Toute couche qui contient un nombre maximum d'électrons est dite saturée. ■ La deuxième règle: Pour répartir les éléctrons d'un atome sur les couches éléctroniques on commence par remplir la couche K par 2 éléctrons qui devient saturée puis on remplis la couche L jusqu'à la saturation ensuite on passe à la couche M . Remarque: La dernière couche occupée par les éléctrons s'appelle la couche externe et les éléctrons de la couche externe s'appellent les éléctrons de valence. Exemples:
