Chapitre III) L`atome et l`élément chimique

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
charge
masse
électron
-e = 1,6.10-19 C
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 ZAX 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
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
TP n°7
L’élément cuivre
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
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

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