Coursatome

M.CHOQUET 2nde
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Chapitre 3 : Les éléments chimiques
Partie 1
L’Atome
(vient du Grec « ne peut se diviser »)
Toute la matière est constituée de « petites briques » : les atomes
I. Modèles de l’atome
1. Historique des modèles
Activité : Historique des modèles de l’atome
Questions
a) Quelle est la charge électrique totale de l’atome dans le modèle de J.J Thomson ?
b) Préciser la charge électrique des constituants de l’atome dans le modèle de Rutherford.
Pourquoi le modèle de Rutherford est appelé modèle « planétaire » ?
c) Quelle correction apporte N.Bohr au modèle planétaire d’E. Rutherford ?
d) Comment N.Bohr appelle-t-il les orbites particulières des électrons ?
e) Dans le modèle de l’atome de E.Schrödinger , les électrons ne sont plus des particules « localisées ».
Que signifie cette affirmation ?

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2. Etude d’un modèle : le modèle de Bohr
Schéma de l’atome :
Un atome est constitué d’un noyau chargé positivement autour duquel gravitent des électrons chargés
négativement.
Un atome est globalement électriquement neutre.
Le noyau est 100 000 fois plus petit que l’atome ! (il a une structure lacunaire !)
II. Etude du noyau
1. Schéma et structure
 Le noyau est constitué de nucléons.
Il en existe deux types :
Les protons, chargés positivement
Les neutrons, électriquement neutres
Parenthèse A SAVOIR :
Une charge électrique se mesure en Coulomb (C)
La plus petite charge existante est la charge du proton, appelée charge élémentaire et notée :
e = 1,6.10-19 C
 Tableau récapitulatif des propriétés des particules de l’atome : doc 12 p 234
Particule
Masse m
Charge électrique q (Coulomb)
Proton
mp = 1,673 × 10 –27 kg
qp = + 1,6 × 10 –19 C
Neutron
mn = 1,675 × 10 –27 kg
qn = 0 C
Electron
me- = 9,1 × 10 –31 kg
qe- = – 1,6 × 10 –19 C
a) Que peut-on dire de la masse du proton et de celle du neutron ?
b) Comparer la masse d’un nucléon à celle de l’électron. Commenter.
P
N
N
P
P
P
N
Neutron
Proton
Nucléons
Noyau
Électrons

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Réponses :
a) qp = e ; qn = 0 x e = 0 C ; qe- = – e
b) La masse du proton est quasiment égale à la masse du neutron.
c) = = 1840
La masse d’un nucléon est presque 2000 fois plus grande que celle de l’électron !
A retenir : Le noyau est très massif : on peut approximer que la masse de l’atome est la masse du noyau
(pas besoin de compter les électrons).
2. Classification des noyaux
Définitions :
 L’ensemble des particules ayant le même nombre de protons est appelé élément chimique.
Expl :
1 proton => hydrogène
6 protons => carbone
8 protons => oxygène
 Si deux particules ont le même nombre de protons, mais un nombre de neutrons différent : elles
sont appelées isotopes.
Expl : Le noyau d’une particule comporte :
1 proton et 0 neutron => hydrogène
1 proton et 1 neutron => hydrogène
6 protons et 6 neutrons => carbone
6 protons et 8 neutrons => carbone
3. Représentation symbolique d’un noyau :
On représente le noyau de l’élément X ainsi :
X
A
Z
Avec :
A « nombre de nucléons (ou nombre de masse) » => représente le nombre de NUCLEONS
Z « numéro atomique »=> représente le nombre de PROTONS
Remarque : Dans un noyau, il y a donc : N = (A-Z) neutrons
Application + ex 5p237
ISOTOPES
ISOTOPES
Peu importe le
nombre de
neutrons ou
d’électrons !!

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a) Quelle est la composition de ce noyau :
C
12
6
?
b) Soit un noyau ayant 6 protons et 8 neutrons. Quelle sera sa représentation ?
III. Etude du cortège électronique
Les propriétés chimiques d’un élément dépendent du nombre d’électrons autour du noyau
=> en chimie, la composition du noyau reste toujours la même ! Seuls les électrons participent aux réactions !
(Voir TP cuivre)
L’étude des électrons est donc TRES IMPORTANTE !
1. Electron dans un atome doc 12 p 234
a) Quelle relation y a-t-il entre la charge d’un proton et celle d’un électron ?
b) Donner la charge de ces deux particules en fonction de la charge élémentaire e.
c) Sachant qu’un atome est électriquement neutre, que penser du nombre de protons et d’électrons ?
Réponses :
Les électrons sont des particules élémentaires chargées négativement, ayant une charge opposées à celle du
proton : qp = + 1,6x10-19 C = +e
qe= -1,6x10-19 C = - e
Conséquence :
Un atome étant électriquement neutre, il a le même nombre de protons que d’électrons.
Application :
Combien d’électrons possède l’atome de noyau
Mg
24
12
?
2. Electron dans un ion monoatomique :
Définitions :
Un ion est une particule électriquement chargée.
Lorsqu’un atome perd des électrons, il se charge positivement, et devient un ion positif appelé cation.
Lorsqu’un atome capte des électrons, il se charge négativement, et devient un ion négatif appelé anion.
Application : Calculer le nombre d’électrons des ions suivants :
a) 12Mg2+
b) 17Cl-

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Couche interne
Couche externe
Couche externe
Couches internes
3. Répartition des électrons dans un atome ou un ion :
 Les électrons se répartissent dans des couches électroniques (coller document ci-dessous)
Les règles de répartition des électrons sur les couches électroniques
* 1ère règle :
Chaque couche ne peut contenir qu'un nombre limité d'électrons ; le nombre maximal d'électrons que peut
contenir une couche électronique est: 2 n2.Lorsque ce nombre est atteint, la couche est dite saturée
Le niveau d’énergie K (ou n = 1) ne peut contenir au maximum que 2 électrons.
Le niveau d’énergie L (ou n = 2) ne peut contenir au maximum que 8 électrons.
Le niveau d’énergie M (ou n = 3) ne peut contenir au maximum que 18 électrons.
* 2ème règle :
Il faut placer les électrons sur les couches électroniques en commençant par le niveau K ensuite L ; M ; N ; O ;
P ; Q . Lorsqu'une couche est saturée d'électrons, on passe à la couche supérieure.
Expl :
7N : l’atome d’azote contient 7 électrons : (K)2 (L)5
17Cl : l’atome de Chlore contient 17 électrons : (K)2 (L)8 (M)7
 La dernière couche possédant un électron est appelée couche externe.
Exemple :
7N : (K)2 (L)5
17Cl : (K)2 (L)8 (M)7
Couche K
Couche L
Couche M
Noyau