Description de l`atome.

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Chapitre N° 5 : Description de l’atome.
1. Notion de modèle.
Un modèle est une représentation de la réalité. Ce n'est donc pas la réalité.
Un modèle doit posséder deux vertus:
1. permettre d'expliquer les propriétés observées.
2. Permettre de prévoir d'autres propriétés non encore observées.
Un modèle est en permanente évolution puisque de nouvelles découvertes sont susceptibles de
le mettre en défaut.
2. Modèle de l'atome.
Le modèle retenu aujourd’hui est une structure présentant un noyau autour duquel existe une
zone sphérique centrée sur le noyau et dans laquelle il y a une probabilité de trouver des
électrons.
Cette partie de l’atome est appelée nuage électronique.
3. Le noyau de l’atome.
 Les nucléons
Le noyau est constitué de deux types de particules, les protons et les neutrons: ce sont les
nucléons.
Le proton porte une charge électrique positive.
Le neutron ne porte pas de charge, on dit qu’il est neutre.
Proton
Neutron
e = + 1,60 10-19 Coulomb
0
m p = 1,7 10-27 kg
m n = 1,7 10-27 kg
La charge électrique portée par le proton est notée e et appelée charge électrique élémentaire.
La plus petite charge que l’on peut isoler.
 Les nombres Z et A.
Le nombre de protons contenus dans le noyau est appelé numéro atomique Z ou nombre de
charge.
Le nombre de nucléons (protons + neutrons) est noté A. Il est appelé nombre de masse.
Le nombre de neutrons est noté N.

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 Représentation symbolique du noyau.
On convient de représenter le noyau
Dans ce symbole, X représente l’élément
 Isotopes
On appelle atomes isotopes, des atomes ayant le même numéro atomique Z mais un nombre
de masse A différent.
Ils ont donc le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons, et donc pas le
même nombre de nucléons.
4. Le nuage électronique.
 Les électrons
Le nuage c’est la zone dans laquelle il y a une certaine probabilité de trouver les électrons
dont les caractéristiques sont :
 Répartitions des électrons
Dans un modèle simplifié, les électrons se répartissent sur des couches électroniques notées
K,L et M.
Chaque couche électronique ne peut contenir qu’un nombre limité d’électrons, qui varie selon
la couche : 2n2
Couche
K
L
M
Nombre maximal d’électrons de la couche
2
8
18
Une couche est dite saturée lorsqu’elle contient son nombre maximal d’électrons.
La couche la plus éloignée du noyau contenant des électrons est appelée la couche externe ou
périphérique.
Donner la structure électronique d’un atome, c’est indiquer le nombre d’électrons sur chaque
couche.
Cette structure électronique s’exprime en plaçant entre parenthèses la lettre indiquant la
couche, et en exposant le nombre d’électrons s’y trouvant.
(K)2 (L)6
Électron
-e = - 1,60 10-19 Coulomb
m e = 9,1 10-31 kg

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 Retour sur la classification périodique .
La structure électronique est une donnée importante dans l’approche de la classification.
Une nouvelle ligne (ou période) est utilisée chaque fois que les atomes comportent une
nouvelle couche électronique.
Une colonne contient les éléments dont les atomes ont le même nombre d’électrons sur leur
couche externe.
5. Propriétés de l’atome.
 Neutralité de l’atome.
L’atome est électriquement neutre: sa charge est nulle.
L’atome est donc composé d’autant de protons que d’électrons.
Z représente donc aussi le nombre d’électrons de l’atome.
 Masse d’un atome.
La masse du noyau = Z mp + N mn
La masse des électrons = Z me
Les masses du neutron et du proton sont très proches.
Celle de l'électron est beaucoup plus faible ( 1 836 moins lourd qu'un nucléon).
M atome = A mp
Pour cette raison, on dit que la masse de l'atome est concentrée dans le noyau.
 Dimensions de l’atome:
L’ordre de grandeur du rayon du noyau :
rn = 1fm = 10-15 m
l’ordre de grandeur du rayon de l’atome :
ra = 100 pm = 10-10 m
ra >>>> rn