Chapitre III) L`atome et l`élément chimique
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Chapitre III) L’atome et l’élément chimique I) Modèle de l’atome Leur parler de l’historique des atomes, P202 du livre 1) la structure de l’atome Toute la matière de l’univers est formé d’atome. Def :Un atome est constitué d’un noyau chargé positivement et d’un ou plusieurs électrons autour chargés négativement L’electron est une petite particule chargée d’electricitée négative sa charge s’exprime en Coulomb C on note sa charge –e, c’est une constante Nom électron charge -e = 1,6.10-19 C masse 9,1 .10-31 kg Le rapport entre le rayon de l’atome et le rayon du noyau est : Ratm/rnoyau=103 L’atome est + de 1000 fois plus gros que le noyau L’atome est essentiellement constitué de vide : structure lacunaire 2) le noyau de l’atome faison un zoom sur le noyau le faire un schéma du noyau avec quelques protons et quelques neutrons, mettre que l’ensemble s’appellent les nucléons, faire 2 couleurs différentes et montrer proton et neutron l’atome est constitué de particules collées entre elles : des nucléons , 2 sortes de nucléons : - Proton : particule chargée d’électricité positive de charge +e - Neutron : petite particule qui n’est pas chargée Nom Charge masse Proton +e Mp=1,67.10-27 kg neutron 0 Mn=1,67.10-27 kg On voit que mp=mn Quelques exemples d’atomes simples Bien montrer les charges et montrer électro-neutralité de l’atome L’hydrogène Schéma du proton + électron L’helium Schéma des 2 protons, 2 neutrons, 2 électrons Le lithium Schéma de 3 proton, 4 neutrons, 3 électrons On remarque qu’il y a tjs autant d’électrons (-e) qui gravitent autour du noyau que de protons (+e) dans les noyau des atomes L’atome est électriquement neutre 3) Les nombres Z et A Pour reconnaître les differents atomes existant sur terre les scientifique ont convenue d’une règle de notation qui concerne le noyau de l’atome: On définit : Le numéro atomique Z = nombre de protons dans le noyau de l’atome (donc comme l’atome est électriquement neutre = nombre d’électrons également) Le nombre de nucléons A = nombre de nucléons dans le noyau de l’atome (p+n) Le nombre de neutron vaut donc A – Z Schéma Z A X indiquer sur schéma ce que veut dire A, Z, X symbole de l’élément Exemple : Ces exemple on donne le nb de proton et de neutron et on leur fais trouver Z et A L’hydrogène H11 + schéma L’hélium He24 Le lithium Li73 Exemple inverses on leur donne l’élément on demande le nb de protons Le fer Fe56,26 Le zinc Zn 6430 Le cuivre Cu 63,79 4) La masse de l’atome Ordre de grandeur de la masse de l’electron me=10-31 kg Ordre de grandeur de la masse d’un nucléon mp=mn=10-27 kg Rapport : me/mn = 104 L’electron est 10 000 plus leger que les nucléons, donc la masse d’un atome est égale a la masse des nucléons de son noyau D’ou masse d’un atome Ma=nb de proton X mproton + nb de neutron X mneutron Donc ma= Z x mp + (A-Z) x mn Or mp=mn Donc ma= A x mp II) l’élément chimique 1) l’élément cuivre L’élément cuivre TP n°7 Je leur ai fait découper le TP en plusieurs morceaux avec exploitation de chaque partie et leur ai fait écrire la conclusion suivante : Au cour de transformation chimique, l’élément cuivre se conserve 2) Les isotopes Fiche d’activité sur les isotopes Tous les atomes de lithium dans la nature n’ont donc pas forcement le même nombre de neutrons N, mais toujours le même nombre de proton A. Cette différence du nombre de neutron s’appel l’isotopie Deux atomes ayant le même nombre de proton Z (nombre de charge), le même nombre d’électrons mais des nombres de neutrons différents s’appellent des isotopes Les isotopes ont souvent le même nom Exemple : isotope du lithium Leur faire faire le schéma et leur montrer les maquettes 63Li 73Li isotope du carbone 12 6 C 13 6 C 14 6 C leur faire compter le nombre de protons, de neutrons, montrer que seul le nombre de proton change et éventuellement leur faire écrire. Parfois les isotopes ont des noms différents Exemple : Isotope de l’hydrogène 11H hydrogène 21H deutérium 31H Tritium ces isotopes sont issues de l’hydrogène car ils n’ont qu’un seul protons, ms possèdent des noms différents Activité informatique ou documentaire Activité informatique sur l’abondance des composés ou activité documentaire sur les éléments dans l’univers 3) les ions experience de cours avec un schéma : dissolution du cuivre en ion cuivrique par exemple Les atomes peuvent gagner ou perdre un plusieurs électrons lors par exemple de transformations chimiques. Les ions monoatomiques s’obtiennent à partir des atomes par perte ou gain d’un ou plusieurs électrons. Un atome qui perd un électron de charge –e a donc une lacune en charge négative, il est donc chargé positivement on l’appel ion positif ou cation Exemple de l’hydrogène Leur faire faire le schéma de l’atome d’hydrogène H avec proton +e et électron –e puis leur faire le schéma de l’ion H+ avec la lacune en électron On les notes : H+ , Mg 2+ (perde 2 électron), Al 3+ (perdu 3 électrons ) etc.…. Un atome qui gagne un ou plusieurs électron gagne donc une ou plusieurs charge négative il a donc un surplus de charge négative ; on l’appelle ion négatif ou anion Exemples Cl- (gagné un électron), O2- (gagné 2 électrons), etc… on voit que pour qu’un atome se transforme en ion il faut juste que son nombre d’électron change ! le nombre de proton et de neutron reste inchangés ! On dit que l’élément atomique se conserve
