2022 CHAPITRE 1: REPRESENTED BY DR MARWA ATOMISTIQUES Atome : qu'est-ce que c'est ? A. CONSTITUTION DE L'ATOME 1 DEFINITION L'atome est le constituant fondamental de toute matière quel que soit sa état : gaz solide ou bien liquide Un atome est constitué de particules chargées qui se répartissent dans 2 parties : UN NOYAU: Il est constitué de protons (de charge électrique positive), et de neutrons (de charge électrique nulle). Ces particules, qui constituent le noyau, sont également appelées nucléons. UN CORTEGE ÉLECTRONIQUE: Il est constitué d'électrons (de charge électrique négative) qui gravitent autour du noyau. |La charge de l’électron |= la charge du proton = e = 1,6 10-10 C Ca veut dire dans un atome, il y a autant de charges électriques négatives (électrons) que de charges positives (noyau) donc l’atome est électriquement neutre ! On note que la masse de protons et de neutrons est presque équivalentes tandis que la masse de l'électron est beaucoup plus petite Alors l’essentiel de la masse atomique est concentre dans celle de sons noyau puisque celle des électrons est négligeable. Masse d’atome = Z (mp) +N (mn) +Z( mE) Entre le noyau et les électrons, il y a du vide et tant que le noyau est très petit de volume : on dit que la structure de l’atome est lacunaire. B REPRESENTATION DE L’ATOME Un atome est représenté par le symbole : A : Appelé le nombre de masse Il représente le nombre de protons Z et de neutrons N A =Z + N avec A> ou =Z Z : le numéro atomique =Le nombre de protons On peut ainsi déduire que le nombre de neutrons = A-Z q : est la charge totale portée par l’élément. Pour dire un atome est neutre il faut que la somme des charges est nulle ( q = 0 ) le nombre d’électrons = le nombre de protons = Z L’abondance (ou le pourcentage %) et la masse de ces isotopes sont différentes comme dans le tableau périodique on ne représente qu’une seule case pour l’oxygène avec une seule valeur de la masse ! Que représente cette masse ? C. ISOTOPES Lorsque deux atomes ont le même nombre de protons Z et sont différents par leur C’est une masse moyenne qui est en fonction de la masse Mi et de l’abondance Ai de tous les isotopes nombre de masse A , ils sont considérés comme des isotopes. Les isotopes sont alors différents seulement par leur nombre de neutrons. Exemple : les isotopes de l'hydrogène :: Cette masse moyenne est appelée aussi masse naturelle, masse du mélange isotopique ou encore masse réelle. - Ces trois isoptopes occupent tous la même place dans le tableau périodique. D’ailleurs l’appellation isotope signifie en grec la même place ; isos : même et topos : place - L’oxygéne est un mélange composé de trois isotopes qui sont D. Unité de masse atomique (uma) et masse molaire : LE MOLE En Chimie on regroupe les atomes par puiseque ils sont bq trops petits et trop nombreux pour qu’on puisse les compter et ce paquet s’appele une mole Chaque mole contient 6,02.1023 atomes ,ce nombre appelé nombre d’Avogadro NA NA = 6,022.1023 mol-1 Un mole contient tjrs le même nombre d’atomes quelque soit l’atome La masse d’une mole d’un élément est appelée masse molaire et notée M Avec Mm = m/n Mm=masse molaire [g/mol] m= masse d’entités [g] n= moles d’entités [mol] Exemple : une mole de carbone 12C contient 6,022 1023 atomes de 12C et cette quantité pèse 12,0000 g, donc la masse molaire du carbone 12C est 12 g/mol, on écrit 𝑀12𝐶 = 12 g/mol NA permet la conversion du nombre d’entités ( molecules,atomes, ions) en nombre de mole et inversement Avec N=n*NA Exemple Calculer la masse d’un atome d’hélium 2𝐻𝑒 4 en uma et discuter les résultats. On convertit les masses des particules élémentaires en u mp = 1,6726.10-27 kg = 1,007590 u mn = 1,6749 10-27 kg = 1,008976 u me-= 9,1095.10-31 kg = 0,000549 u Un atome d’hélium contient : 2 protons, 2 neutrons et 2 électrons Donc sa masse est égale : On remarque que la masse d’un atome est presque égale à la masse de son noyau. Ainsi on peut conclure que la masse d’un atome est concentrée dans son noyau ou que la masse des électrons est négligeable ! Pourquoi le A est appelé nombre de masse ? On remarque que la masse atomique arrondie se confond avec la valeur du nombre de masse A 4,03423 ≈ 4 = A (4He) D’où l’appellation nombre de masse (nombre relatif à la masse de l’atome) LA MASSE MOLAIRE MOLECULAIRE D'UNE SUBSTANCE CHIMIQUE C’est la masse d'une mole de molécules de cette substance. Elle s'exprime en g/mol .Ainsi, la masse molaire moléculaire Aa Bb est : M(Aa Bb ) =a M(A)+b M(B) M(A) = masse molaire atomique de A M(B) = masse molaire atomique de B Exemple : Calculez la masse molaire (moléculaire) de la molécule d'eau Données : M(H) = 1,0 g/mol M(O) = 16 g/mol RÉPONSE : M( H2O ) = 2 × M(H) + M(O) => M(H,O) = 2 + 16 = 18 G/MOL Exemple 2 quelle est la masse d’une molécule de NH3 en grammes ? La masse de NH3 est la masse d’un atome d’azote +3 atomes d’hydrogène=14+ 3*1=17uma.En se rapportant a l’equation de conversion on trouve La masse m (NH3 )= 17 uma =17*1,66.10-24g LA CONFIGURATION ELECTRONIQUE ET CLASSIFICATION PERIODIQUE L’HISTOIRE DE L’EVOLUTION DE L’ATOME LES NOMBRES QUANTIQUES TABLEAU PERIODIQUE
