De quoi sont constitués les matériaux

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De quoi sont constitués les matériaux ?
Les atomes, les ions, les molécules et les composés ioniques.
Objectif : - connaître la constitution des atomes.
- savoir que protons et électrons portent des charges électriques élémentaires opposées en valeur.
- expliquer la formation des ions.
Nous avons vu différents les métaux qui nous entouraient et les moyens de les différencier. L’enjeu est
d’identifier les constituants de tous ces métaux et de la matière en général.
I] Historique (cf. activité distribuée sur les différents modèles)
II] Les atomes (cf. TP atomes)
Tous les matériaux sont constitués d’atomes (atome en grec signifie insécable) que l’on peut observer en
grossissant énormément la matière (50 000 000 fois). La taille d’un atome est d’environ 0,1nm=10-10
m=0,0000000001m !!!
II.1) Composition d’un atome
Un atome est constitué d’un noyau autour duquel gravitent des électrons comme les planètes gravitent
autour du soleil.
Rq : chaque atome a son symbole ; en général, c’est une lettre capitale qui est l’initiale du nom de l’atome. Pour le carbone, c’est
C.
II.2) les électrons :
un électron se note e- , ils sont :
- tous identiques
- possèdent une charge électrique négative – e où e est appelé la charge électrique
élémentaire (théoriquement la plus petite, pas tout à fait vrai…)
- leur masse est négligeable devant celle du noyau (comme la masse des planètes est
négligeable devant celle du soleil), ce qui veut dire que toute la masse de l’atome est
concentrée dans le noyau.
Rq : ne pas confondre la charge électrique élémentaire e et le symbole de l’électron e-
-
noyau
Electrons tournant
autour du noyau
-
-
-
Chap II :
Modèle planétaire

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II.3) le noyau :
- il est chargé positivement
- il a une dimension de 10-15m (100 000 fois plus petit que l’atome !)
- toute la masse d’un atome est concentrée dans le noyau (si on compare l’atome à un
terrain de foot, le noyau est une aiguille de 1mm placée au centre du terrain où toute la
masse de l’atome est concentré : autour que du vide !!!! : on dit que la matière a une
structure ……………………)
- il est constitué de protons
- chaque proton porte une charge électrique positive +e opposée à celle de l’électron
- le nombre de protons contenus dans le noyau est égal à Z. Z est appelé le numéro
atomique de l’atome et est caractéristique de chaque atome.
Par exemple :
 Z=6 caractérise l’atome de carbone qui a 6 protons.
 Z=12 caractérise l’atome d’oxygène qui a 8 protons
II.4) Charge électrique d’un atome :
Un atome est électriquement neutre (la matière aussi !!) donc il possède autant de charges électriques
élémentaires positives (protons) que de charges électriques élémentaires négatives (électrons) donc
autant de protons que d’électrons.
charge de protons + charge des électrons = 0
Donc chaque atome qui a Z protons aura Z électrons : ce n’est vrai que pour l’atome !!
ex : l’atome de lithium possède Z=3 protons donc la charge de son noyau est +3e
Il a donc 3 électrons qui tournent autour de son noyau qui ont une charge de –3e.
Au total +3e + (-3e) =0. (l’atome est bien électriquement neutre !)
Dessiner l’atome d’hélium de numéro atomique de Z=2 :

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III] Les ions :
La matière n’est pas uniquement constituée d’atomes. On s’aperçoit en regardant les atomes que les
électrons qui se déplacent autour du noyau peuvent être arrachés ou captés selon les circonstances. (voir vos
cheveux attirés lorsque vous vous peignez). Lorsque des électrons sont perdus ou captés par des atomes, ils
forment des ions.
Définition : un ion est un…………………………………………………………………
Conséquence : un ion n’est pas électriquement neutre puisqu’il a perdu ou gagné des électrons chargés
négativement : un ion est donc une particule ………………..
ATTENTION : SEULS LES ELECTRONS CHARGÉS NEGATIVEMENT PEUVENT SE DEPLACER.
III.1) les anions :
- ce sont des ions chargés négativement.
- Ils proviennent d’atomes qui ont ……….. un ou plusieurs électrons.
exemple d’anion :
III.2) les cations
- ce sont des ions chargés positivement.
- Ils proviennent d’atomes qui ont ………….. un ou plusieurs électrons
exemple de cation :
III.3) applications : faire exercices 1, 3, 4, 5 , 8, 9, 10, 11, 13 pages 46 et 47.