LA SANTE DE L`ATOME A L`ELEMENT CHIMIQUE I

LA SANTE
DE L’ATOME A L’ELEMENT CHIMIQUE
I- CONSTITUTION DE L’ATOME
L’atome est constitué d’un noyau entouré d’électrons.
1) Le noyau atomique
Le noyau est constitué de particules appelées nucléons. Il existe deux sortes de nucléons :
- les protons qui portent une charge électrique positive
- les neutrons qui ne portent pas de charge électrique
Pour désigner un noyau atomique, on utilise la notation suivante :
Quelques symboles chimiques à connaître
Symbole
chimique
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Nom
hydrogène
hélium
lithium
béryllium
bore
carbone
azote
oxygène
fluor
Symbole
chimique
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Nom
néon
sodium
magnésium
aluminium
silicium
phosphore
soufre
chlore
argent
Symbole
chimique
Ca
Fe
Cu
Ag
Au
Pb
K
Nom
calcium
fer
cuivre
argent
or
plomb
potassium
Application : Soit le symbole du noyau :
Li
7
3
L’élément chimique est le lithium, son symbole chimique est Li.
Le nombre de masse A est égal à 7. Cela signifie que ce noyau contient 7 nucléons.
Le numéro atomique est Z égal à 3. Cela signifie parmi ces 7 nucléons, 3 sont des protons. On en
déduit que les 4 autres nucléons sont des neutrons.
2) Les électrons
a- Neutralité de l’atome
Les électrons se trouvant autour du noyau portent une charge électrique négative.
Numéro atomique :
nombre de protons
Nombre de masse :
nombre de nucléons
A
X
Z
Symbole chimique de
l ‘élément chimique considéré

La charge électrique totale d’un atome est toujours nulle : on dit qu’un atome est électriquement
neutre.
Un atome contient donc autant de charges électriques négatives portées par les électrons que de
charges électriques positives portées par les protons.
Un atome contient donc autant d’électrons autour du noyau que de protons se trouvant à l’intérieur
de ce même noyau.
Application : L’atome de lithium dont le noyau est noté :
Li
7
3
possède donc 3 électrons autour du
noyau.
Une représentation de l’atome de lithium
b- La structure électronique
Autour du noyau, les électrons se répartissent sur trois couches concentriques appelées K, L et M.
La répartition des électrons sur ces couches obéissent aux règles suivantes :
Règle n°1 : Caractéristiques des couches K, L et M
La couche K est la couche la plus proche du noyau, elle peut contenir 2 électrons au maximum.
La couche L est la couche intermédiaire, elle peut contenir 8 électrons au maximum.
La couche M est la couche la plus éloignée du noyau, elle peut contenir 8 électrons au maximum.
Règle n°2 : Remplissage des couches K, L et M
Les électrons se répartissent d’abord sur la couche K jusqu’à ce qu’elle soit saturée (pleine), puis
la couche L et enfin la couche M.
Règle n°3 : La structure électronique
On appelle structure électronique d’un atome la notation (K)n(L)p(M)q où n, p et q représentent
respectivement le nombre d’électrons placés sur les couches K, L et M. Si une couche ne contient
pas d’électron, on ne la fait pas apparaître dans la structure électronique.
Règle n°4 : La couche externe
La couche la plus externe apparaissant dans la structure électronique s’appelle la couche externe.
Les électrons contenus sur cette couche jouent un rôle fondamental dans les transformations
chimiques subies par l’atome.

Application :
Nous avons vu précédemment que l’atome de lithium possède 3 électrons autour du noyau. En
appliquant les règles établies précédemment, ces 3 électrons se répartissent de la manière
suivante :
On remplit la couche K avec 2 électrons (elle n’en contient que 2 au maximum) puis on place
l’électron qui reste sur la couche L.
La structure électronique de l’atome de lithium est donc : (K)2(L)1
II- LES IONS MONOATOMIQUES
1) Définition
Un ion monoatomique est formé d’un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.
Lorsque l’on passe de l’atome à l’ion, le noyau n’est pas modifié. Le numéro atomique Z et le
nombre de masse A restent les mêmes et on conserve le même symbole chimique de l’élément.
Le tableau suivant présente quelques ions à connaître :
Ions porteurs
d’une charge
positive
sodium
cuivre (II)
fer(II)
fer(III)
zinc
argent
aluminium
potassium
Formule
Na+
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Ag+
Al3+
K+
Ions porteurs
d’une charge
négative
fluorure
chlorure
bromure
oxyde
sulfure
iodure
Formule
F-
Cl-
Br-
O2-
S2-
I-
Remarque : Il existe aussi deux ions polyatomiques importants à connaître : ion sulfate SO42- et
l’ion nitrate NO3-
2) Charge d’un ion
Contrairement à l’atome dont il est issu, l’ion monoatomique n’est pas neutre ; il est
électriquement chargé. En effet, les nombres de protons et d’électrons que comporte l’ion étant
différents, la somme des charges n’est pas nulle.
- Si la charge d’un ion est positive, c’est qu’il contient plus de protons que d’électrons.
Lorsque l’ion s’est formé, l’atome a donc perdu des électrons.
- De même, un ion de charge négative contient plus d’électrons que de protons : il a donc
gagné des électrons.
Un atome X se transforme en ion Xn+ en perdant n électrons.
Un atome X se transforme en ion Xp- en gagnant n électrons.
Application : L’ion cuivre (II) Cu2+ s’est formé à partir de l’atome de cuivre Cu qui a perdu 2
électrons.
On désigne un ion soit par son nom, soit par sa formule.

3) Les composés ioniques
Dans la nature les ions chargés positivement appelés cations et les ions chargés négativement
appelés anions s’associent pour former des composés ioniques électriquement neutres. Ces
composés comportent donc autant de charges positives que de charges négatives.
Exemple : Le chlorure de sodium (sel de table) contient des ions chlorure Cl- et des ions sodium
Na+. La neutralité électrique de ce composé ionique impose qu’il y ait en un ion chlorure pour un
ion sodium.
La formule d’un composé ionique solide indique la proportion de cations par rapport au nombre
d’anions. Elle ne fait pas apparaître les charges des ions. Dans cette formule, par convention, le
cation est toujours placé en premier.
Exemple : Le fluorure de calcium est composé d’ions fluorure F- et d’ions calcium Ca2+. Pour que
le composé ionique soit électriquement neutre, il faut qu’il y ait 2 ions fluorure pour 1 ion calcium.
La formule de ce composé est donc : CaF2.
4) Mise en évidence expérimentale de quelques ions monoatomiques (voir TP 4)
III- L’ELEMENT CHIMIQUE
1) Définition
Un élément chimique est caractérisé par son numéro atomique Z et son symbole chimique. Les
atomes ou ions monoatomiques ayant le même nombre de protons dans leur noyau sont des
formes différentes d’un même élément chimique.
Exemple : Dans le langage courant, quand on dit que les os contiennent du calcium, cela signifie
que l’on peut y trouver l’élément calcium de numéro atomique Z = 20, sans préjuger de sa forme
(atomique ou ionique). Les os contiennent en réalité des ions calcium de formule Ca+.
2) Les isotopes
Des noyaux sont dits isotopes s’ils possèdent le même nombre de protons mais un nombre de
neutrons différents. Ils possèdent le même symbole chimique, le même numéro atomique Z mais
un nombre de masse A différent.
Exemple : Les noyaux
CC
12
614 6
et
sont isotopes car ils ont tous deux le même symbole chimique C,
le même nombre de protons 6 mais des nombre de neutrons différents (respectivement 6 et 8).