Atomes et molécules
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2 EN 14 septembre 2005 ATOMES & MOLÉCULES I- Atomes 1- Symbole d'un atome Le symbole est constitué par la première lettre majuscule suivi d'une minuscule pour distinguer les atomes ayant la même initiale. Remarque : l'initiale est celle du nom français, allemand, latin ou grec. Nombre de masse A Numéro atomique Z X 27 Exemple : 13 Al Nombre de nucléons (protons neutrons) Nombre de protons L'aluminium possède 27 nucléons dont 13 protons, d'où 14 neutrons. 2- Masse d'un atome La masse des électrons est négligeable devant la masse des nucléons. La masse d'un atome est donc peu différente de celle de ses nucléons. Masse d'un atome Masse d'un nucléon Nombre de masse A (d'où le nom "nombre de masse" de A) 12 Exemple : atome de carbone 6 C mC 12 1,67.10 – 27 mC 2.10 – 26 kg Comment déterminer expérimentalement la masse d'un atome ? A l'aide d'une balance ? II- Élément chimique 1- Cycle du cuivre L'élément commun a tous les corps formés est l'élément cuivre. L'élément cuivre se trouve dans différents états : atome, ion, combiné à d'autres éléments. Quel que soit son état, le noyau de l'élément cuivre reste inchangé. 2- Élément chimique L'élément chimique est l'entité commune à l'atome, à ses isotopes, à l'ion et à tous ses composés. L'élément chimique est caractérisé par son nombre de protons, le numéro atomique Z. III- Classification périodique 1- Familles chimiques Dans une famille chimique tous les éléments ont des propriétés chimiques analogues. Les gaz rares ou nobles sont des éléments chimiques très stables qui n'ont, pratiquement, aucune activité chimique. Leur couche périphérique comporte 8 électrons ; elle est saturée. Les alcalins ont par exemple la même action sur l'eau : un dégagement de dihydrogène. Leur couche périphérique comporte 1 seul électron. Les halogènes ont même action sur une solution de dioxyde de soufre ; La solution est décolorée et il y a apparition d'ions SO42- dans la solution. Leur couche périphérique comporte 7 électrons. PhG-Sciences Une famille est donc aussi caractérisée par la structure électronique de sa couche périphérique ; même nombre d'électrons (sauf pour les éléments de transition) 2- Classification périodique des éléments La classification utilisée est due à Dimitri Mendeleïev en 1871 qui classa les familles chimiques dans une même colonne. Il laissa des cases vides pour les éléments inconnus à l'époque et il prévit leurs propriétés ; Ce fut vérifié par la suite et confirma sa théorie. La classification comporte 18 colonnes et 7 lignes. Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant Chaque colonne regroupe une famille chimique. Elle porte un numéro qui correspond pour les colonnes A au nombre d'électrons de la couche périphérique. Les lignes, appelées périodes, correspond au nombre de couches électroniques autour du noyau. Remarque : l'hydrogène ne fait pas partie de la famille des alcalins bien qu'il ne possède qu'un unique électron. 3- Représentation de Lewis des atomes On représente la structure électronique de la couche périphérique. Les électrons sont figurés par : - un point pour les électrons célibataire ou de valence - un tiret – pour les doublets d'électrons. Exemple : H N O Cl III- Molécules 1- La molécule La molécule est un assemblage bien défini et stable d'atomes. Le nombre d'atomes d'une molécule est l'atomicité de la molécule. Remarque : les macromolécules sont des enchaînement d'un très grand nombre de motifs identiques, le monomère. On obtient un polymère dont le degré de polymérisation peut atteindre 100 000 ! 2- La liaison covalente – Règle de l'octet La liaison covalente est la mise en commun, par deux atomes, de deux électrons célibataires. Règle de l'octet Chaque atome forme autant de liaisons covalentes qu'il est nécessaire pour avoir 8 électrons sur sa couche périphérique. La couche périphérique de chaque atome ressemble à celle du gaz rare de la période. Exemples : H2 Cl2 H2O CO2 CH4 Formule développée
