Chap 1 La structure de l`atome

2nd Chapitre 1 La structure de l’atome Date : 23/09/05
CHIMIE
Alexandre PERROT année scolaire 2005 / 2006 1/6
Chapitre 1 : La structure de l’atome
Introduction :
L’atome est la première brique d’un édifice chimique
(ex : molécule). Il est représenté suivant l’écriture :
A
X
Z
Où X est le symbole de l’atome
A désigne le nombre de nucléons présent dans le noyau.
Z désigne le nombre de protons présent dans le noyau. Ce nombre est
appelé NUMÉRO ATOMIQUE.
I- Les constituants de l’atome :
Un atome est une espèce électriquement neutre. Il est constitué
d’un noyau et d’électrons en mouvement autour.
Le noyau est chargé positivement et les électrons sont chargés
négativement.
1- Les constituant du noyau :
Le noyau est constitué de nucléons. Ils sont de deux sortent, les
protons et les neutrons.
Le proton porte une charge positive +e.
Le neutron ne porte pas de charge.
La masse des protons et des neutrons est sensiblement de même
masse
2- Les électrons :
L’électrons porte une charge négative –e. sa masse est 1800 fois
inférieure à celle des nucléons.
Vu qu’un atome est électriquement neutre, dans un atome, il y a
autant d’électrons que de protons

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3- Tableau récapitulatif :
Proton
Neutron
Électron
Masse (en kg)
mp = 1,673.10-27
mm = 1,675.10-27
me = 9,109.10-31
Charge (C)
+e = 1,602.10-19
0
-e = -1,602.10-19
Exercice : calculer la masse de l’atome de Zinc 6530Zn
1- Calculer la masse du noyau de l’atome de zinc.
2- Calculer la masse totale de l’atome.
Les masses des protons et neutrons sont très supérieures à celle
des électrons. Ce qui signifie que la masse d’un atome est concentré
dans son noyau.
II- Les ions :
Quand un atome gagne ou perd un ou plusieurs électrons, nous ne
somme plus en présence d’un atome mais d’un ION. IL existe deux
types d’ions. Les cations et les anions.
Cation : Atome ayant perdu 1 ou plusieurs électrons.
Anion : Atome ayant gagné 1 ou plusieurs électrons.
La gain ou la perte d’électrons par l’atome ne change pas la
constitution du noyau. Seul le cortège électronique est modifié.
Nitrate
d'Argent
Couleur du BLANC noirci Flamme
Précipité à la lumière JAUNE
Ion 3+ 2+ 2+ 3+ 2+ - +
identifié Al Zn Fe Fe Cu Cl Na
Test
Soude
Flamme
BLANC
VERT
ROUILLE
BLEU

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III- L’élément chimique :
1- Etude de l’élément cuivre : Voir TP n°1 de chimie
Diagramme des différentes transformations effectuées sur l’élément
cuivre.
Réaction d’oxydation
Avec l’air
Cu CuO
Cuivre métal Oxyde de Cuivre
Action
Du Chauffage
Fer
Cu2+ Cu(OH)2
Ion Cuivre II Précipité d’hydroxyde
De Cuivre II
Action de NaOH
Au cours des différentes transformations chimiques, l’élément
cuivre s’est conservé.
2- Généralisation :
Le numéro atomique Z caractérise un élément chimique.
Chaque atome et ions d’un même élément ont un noyau comportant Z
protons.
Tous les atomes d’un élément possèdent le même nombre d’électrons
dans leur nuage électronique et des propriétés chimiques identiques.
Au cours des réactions chimiques, les différents éléments se
conservent.

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3- Les isotopes :
Des isotopes sont des éléments ayant le même nombre de proton
mais un nombre de neutrons différents.
Ils possèdent le même numéro atomique Z, ils correspondent donc
au même élément.
Ils possèdent le même cortège électronique et ont les mêmes
propriétés chimiques.
Ils possèdent un nombre de nucléons A différent. Ils ont une
masse est une propriétés nucléaires différentes.
4- Précisions utiles :
Nombre de nucléons = A
Nombre de proton = Z
Nombre d’électron = Z
Nombre de neutron = A-Z
IV- Le cortége électronique :
Les électrons d’un élément chimique (atome ou ion) se répartissent
en couches. Chaque couche est caractérisée par un numéro n.
n = 1  K n = 2  L n = 3  M n = 4  N
Le remplissage des couches se fait selon le principe de Pauli. Qui dit
que chaque couche de numéro n contient au maximum 2n² électrons.
Pour K maximum 2 électrons.
Pour L maximum 8 électrons.
Pour M maximum 18 électrons.
Le remplissage se fait selon une règle simple, les électrons occupe
successivement les couches en commençant par remplir les couches
ayant le numéro n le plus faible.

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Les électrons occupent d’abord la couche K puis L puis M etc …
La dernière couche occupée est la couche externe et les autres sont
les couches internes.
Quelques représentations :
Hydrogène H : Z = 1 (K)1 Couche externe K (1e-)
Hélium He : Z = 2 (K)2 Couche externe K (2e-)
Azote N : Z = 7 (K)2 (L)5 Couche externe K (5e-)
Aluminium Al : Z = 13 (K)2 (L)8 (M)3 Couche externe M (3e-)
Conclusion :
L’élément chimique est la base de toute la chimie et connaître la
composition en électron des couches externe des différents éléments va
permettre d’expliquer si une molécule peut exister ou pas.