Chapitre 3

Thème 1 : la santé
2nde SPC
Le diagnostic médical
Chapitre 3
Des atomes aux ions
1. Constitution de l’atome et de son noyau
a. L’atome, sa structure
Un atome est constitué d’un noyau autour duquel gravitent des ……………………. Les
……………………… sont chargés négativement.
Le noyau est lui-même constitué de ………………… (chargés positivement) et de …………………
(électriquement neutres) : ce sont les ………………………….
Un atome étant électriquement neutre, cela signifie qu’il est constitué d’autant de
…………………… que d’…………………….
Charge en Coulomb (C)
Masse en kg
e est la charge élementaire
…………………
+e = + 1,6.10-19
1,7.10-27
……………………
0
1,7.10-27
………………………
- e = - 1,6.10-19
9,1.10-31
Expérience de Rutherford : Activité 2 p 47
Elle prouve que l’atome est essentiellement constitué de …………………. On dit que sa
structure est …………………….
b. Symbole
A
Z
X
Il s’agit de la représentation symbolique du noyau.
A : il représente le nombre de nucléons du noyau ; on l’appelle le nombre de masse.
Z : il représente le nombre de protons du noyau ; on l’appelle le nombre de charge ou le
numéro atomique.
X : est le symbole de l’élément chimique considéré.
Exemples :
7
3
Li : l’atome de Lithium est donc constitué de ……… protons, et ………… neutrons (donc
……… nucléons) et …… électrons.
12
6 C : l’atome de Carbone est donc constitué de ……… protons, et ……… neutrons (donc
………… nucléons) et ……… électrons.
c. Masse d’un atome
Un atome est constitué de protons, neutrons, électrons. Il suffit d’additionner les
masses de ces particules pour connaître la masse de l’atome.
Prenons l’exemple du carbone cité ci-dessus ;
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Sa masse sera :
matome =
AN (Application Numérique) :
matome =
L’atome de carbone a donc une masse de ………………………………
Calculons maintenant la masse de son noyau qui est constitué de 12 nucléons :
mnoyau =
AN:
mnoyau =
On constate que l’on obtient ………………………………………que précédemment :
Ainsi :
………=………
Ainsi on peut dire que toute la masse de l’atome est concentrée dans son …………,
car les électrons ont une masse beaucoup trop ……………… par rapport à celle des
nucléons. Lorsque l’on cherche la masse de l’atome, on peut donc se contenter de
calculer la masse de ……………………..
2. L’élément chimique
a. Définition
Un élément chimique est caractérisé par son symbole et son numéro atomique Z.
Par exemple : l’élément cuivre est représenté par le symbole chimique Cu et son numéro
atomique est Z=29.
Cet élément peut se trouver sous différentes formes dans la nature : sous forme
d’atome (Cu), d’ion (Cu2+), sous forme de complexe ou de précipité. Mais dans tous les
cas, son n° atomique (donc son nombre de protons) et son symbole restent inchangés.
Tous les éléments chimiques connus sont regroupés dans la classification périodique des
éléments (tableau de Mendeleïev) que vous trouverez à la fin du livre.
b. Isotopes
Ce sont des atomes qui ont le même nombre de protons (Z) mais pas le même nombre de
neutrons.
Exemple : 126C et 136C sont des isotopes (carbone 12 et carbone 13)
Il s’agit bien dans les 2 cas du même élément chimique : le carbone.
c. Ions monoatomiques
Un atome peut perdre ou gagner des électrons, dans certaines conditions bien
particulières : il devient alors un ion.
S’il perd des électrons, il devient un ion positif, donc un ………………………. (Cu peut perdre 2
électrons et devenir le cation ……………… )
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S’il gagne des électrons, il devient un ion négatif, donc un ………………. (Cl peut gagner 1
électron et devenir l’anion ……………… )
d. Quelques éléments à connaître
Le carbone (C), l’hydrogène (H) et l’oxygène (O) sont inévitables !
Les éléments rencontrés au cours des exercices, activités ou TP sont à connaître
(nom+symbole)
3. Répartition des électrons en couches
a. Les règles de remplissage des couches électroniques
Les électrons qui gravitent autour des noyaux d’atomes, se placent sur des couches bien
déterminées.
Ces couches électroniques sont notées K (la plus proche du noyau), L,M,N…
Les électrons se placent toujours sur la couche la plus proche du noyau : K ; quand celleci est remplie (on dit qu’elle est saturée), ils se placent sur la couche L, puis la M…
La couche K peut contenir au maximum 2 électrons, la couche L, 8 électrons et la couche
M, 8 électrons.
b. Exemples pour les atomes
La répartition des électrons pour l’atome de carbone est …………………… car il a 6
électrons.
La répartition des électrons pour l’atome de lithium est ………………… car il a 3 électrons.
La répartition des électrons pour l’atome de soufre est ……………………… car il a 16
électrons.
c. Exemples pour les ions
La répartition des électrons pour l’ion lithium Li+ est ………………… car si l’atome dispose
bien de 3 électrons, la charge (+) nous indique qu’il a perdu 1 électron.
La répartition des électrons pour l’ion sulfure S2- est ……………………………………… car si
l’atome dispose bien de 16 électrons, la charge (2-) nous indique qu’il a gagné 2 électrons.
On constate que les ions ont toujours leur couche externe saturée.
En effet, pour être stable, ils doivent respecter la règle du duet (avoir 2 électrons sur
la couche K) ou de l’octet (avoir 8 électrons sur la couche L ou M).
Cette règle est très importante en chimie. Elle interviendra aussi dans la formation des
molécules (cf chapitre 5)
Exercices p 54 à 57
4,5,8,10,11,26
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