Atomistique - Chap 1(2022)

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Université des Sciences et Département de chimie
Techniques de Masuku Faculté des Sciences
Atomistique et Liaisons Chimiques
Licence 1
2022-2023
Cours dirigé par:
Landry BIYOGHE BI NDONG, PhD
Enseignant-Chercheur
USTM/ Faculté des Sciences/ Département de Chimie
BP: 943 Franceville-Gabon
Tel : [phone]
E-mail: [e-mail] /[e-mail]

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Introduction
C’est au 4ème siècle avant Jésus Christ que la notion d’atome a été déterminée par le
philosophe Grec Démocrite (460-370 av. JC). Par conséquent, le mot atome vient du grec
‘atomos’ qui veut dire ‘insécable’. Selon la définition, l’atome est la plus petite partie
d’un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec un autre. Les atomes sont les
constituants élémentaires de toutes les substances solides, liquides ou gazeuses.
Ce cours a pour objectif l’étude de la description de la répartition des électrons pour tous
les éléments et, des conséquences de cette répartition sur les propriétés physico-
chimiques des éléments.
En étudiant la matière sous ses formes variées, nous allons également analyser les
processus par lesquels les atomes se lient et se délient (liaisons atomiques), et aussi la
façon dont les molécules se condensent jusqu'à former de nouvelles entités bénéficiant
des propriétés nouvelles.
Je vous souhaite à tous une bonne compréhension !

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Chapitre 1:
STRUCTURE DE L’ATOME
I. Eléments chimiques/ atomes/ ions
La matière dans tous ses états (solide, liquide et gazeux) a une structure discontinue et est
composée d’éléments chimiques.
Structure discontinue de la matière: la matière est constituée des particules
infiniment petites et indivisibles présentant des intervalles entre elles.
a) Elément Chimique: on appelle élément chimique l’ensemble des entités (atomes,
isotopes ou ions) caractérisés par leurs numéros atomiques Z. Par exemple, l’hydrogène,
le carbone, l’azote, l’oxygène, sont des éléments chimiques, de même que le fer, le
cuivre, l’argent, l’or, etc.….Chaque élément est conventionnellement désigné par un
symbole chimique, tel que :
Carbone: C; Azote: N; Fer: Fe; Cuivre: Cu ; Argent: Ag ; Or: Au etc.…
Dans la classification périodique (que nous allons étudier plus tard), on dénombre
actuellement prés de 118 éléments qui différent par leurs structures et leurs masses.
b) L’atome: selon John Dalton (1766-1844) l’atome est la plus petite particule de la
matière. L’ordre de grandeur de la masse est 10-27 kg et sa dimension est de quelque
Angström (Å, 1Å= 10-10 m).
Le diamètre d’un atome est voisin de 10-10m et celui du noyau est de 10-15m.
L’hydrogène (H), le Fer (Fe), le brome (Br) sont des atomes dans leur état fondamental
au même titre que tous les éléments du tableau périodique.
c) Un ion: un ion est une espèce chimique électriquement chargée (ça peut être un atome
ou groupe d’atomes) qui a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
Lorsque l’atome a perdu un ou plusieurs électrons on parle de cation.
Exemples : Na+ (l’ion sodium), Fe2+ (l’ion ferreux), Al3+ (l’ion aluminium)
Lorsque l’atome a gagné un ou plusieurs électrons on parle en revanche d’anion.

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Exemples : Cl- (l’ion chlorure); O2- (l’ion oxyde); PO3-4 (l’ion phosphate)
La valeur de la charge électrique est indiquée en exposant à la fin de la formule chimique
de l’ion et indique le nombre d’électrons perdus ou gagnés.
Exemples : Dans Na+, le sodium a perdu 1 électron et dans Cl-, le chlore a gagné 1
électron.
II. Molécules, corps simple et corps composés
Molécules: une molécule est un assemblage d’atomes liés par des liaisons covalentes
résultant de la mise en commun d’électrons. Dans cas, les atomes se partagent 2 électrons
(chaque atome apporte un électron).
Exemples : H2O (eau) ; CH4 (méthane)
Corps simple: un corps simple est constitué que d’un seul élément de même numéro
atomique (Z).
Exemples : H2 (dihydrogène) ; O2 (dioxygène) ; Fe (fer) ; O3 (l’ozone)
Corps composé: un corps composé est constitué d’au moins deux éléments de numéros
atomiques (Z) différents.
Exemples: H2O (molécule d’eau); NH3 (ammoniac); C6H6 (benzène); H3PO4 (acide-
orthophosphorique)
III. Grandeur à l’échelle du chimiste
Masse atomique: la masse atomique est la masse totale des électrons; protons et des
neutrons formant un atome ou un isotope. La masse d’un atome s’exprime par un nombre
très petit de l’ordre de 10-27kg.
La masse atomique relative: c’est la masse moyenne d'un élément tenant compte de
l'abondance naturelle de ces isotopes.
L’unité de masse atomique: par définition, une u.m.a (u) est égale à 1/12 de la masse de
l’atome de carbone 
1 u.m.a = 
 x   = 
1 u.m.a = 1,66 10-24 g = 1,6605 10-27 kg
Récapitulatif :
Nombre d’Avogadro : = 6,022.1023

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Masse de l’électron: me = 9,110 10-31 kg = 0,000549 u.m.a
Masse du proton: mp = 6,6724 10-27 kg = 1,0074 u.m.a
Masse du neutron: mn = 6,674 10-29 kg = 1,0084 u.m.a
Mole : la mole (mol) est l’unité que les chimistes utilisent pour exprimer un grand
nombre d’atomes. Une mole est le nombre d’atomes qu’il ya dans 12 g de carbone 12. Le
nombre d’atomes dans 1 mole est appelé le Nombre d’Avogadro (N.A) qui est de
6.023.1023.
Le nombre d’Avogadro permet aux chimistes de passer de l’échelle microscopique à
l’échelle macroscopique.
La masse molaire (M) : elle est définie comme étant la masse d’une mole d’atomes. Elle
est exprimée en g/mol ou g.mol-1.
Exemple : M carbone=12g/mol
Masse molaire moléculaire : elle est définie comme étant la masse d’une mole de
molécule. Elle est également exprimée en g/mol ou g.mol-1.
Exemple : MH2O= 2.MH + MO= 2*1+16=18 g/mol
IV. Les particules de l’atome
L’atome est composé d’un noyau de charge positive et des électrons de charge négative.
Cela rend l’atome électriquement neutre. En effet, la charge du noyau est compensée par
la charge des électrons.
Figure 1.1 : vue schématique de la structure de la matière, atome, noyau et électrons