Chapitre 3 Le modèle de l`atome

Thème I La Santé
Chimie Chapitre 3
Chapitre 3 Le modèle de l’atome
Compétences attendues :
 Connaître la constitution d’un atome et de son noyau ;
 Connaître et utiliser le symbole
X
A
Z
;
 Savoir que l’atome est électriquement neutre ;
 Connaître le symbole de quelques éléments ;
 Connaître la structure électronique d’un atome.
I. Etude d’un document.
La structure de l’atome
« Lorsque j’entrai au laboratoire dirigé par Joliot au Collège de France, la connaissance que j’avais de la structure de la matière
ne devait guère dépasser celle acquise par un lycéen de 1993 abonné à de bonnes revues de vulgarisation. Je les résume
rapidement : la matière est composée d’atomes, eux-mêmes constitués de noyaux entourés d’un cortège d’électrons. Les noyaux
portent une charge électrique positive qui est de même valeur et de signe opposé à la charge des électrons qui gravitent autour
du noyau. La masse d’un atomes est concentrée dans le noyau. ( … )
Le noyau de l’hydrogène, ou proton, porte une charge électrique positive. Celui-ci a un compagnon, le neutron, qui est neutre
électriquement et a sensiblement la même masse. Tous deux s’associent de façon très compacte pour constituer les noyaux qui
sont au cœur des atomes peuplant notre univers. Ils s’entourent d’un cortège d’électrons dont la charge compense exactement
celle des protons. En effet, la matière est neutre, sinon elle exploserait en raison de la répulsion qu’exercent l’une sur l’autre
des charges de même signe, positif ou négatif. Il faut avoir en tête l’échelle des dimensions. Le diamètre d’un atome est voisin
d’un centième de millionième de centimètre. Celui d’un noyau est cent mille fois plus petit. On voit donc que presque toute la
masse d’un atome est concentrée en un noyau central et que, loin sur la périphérie, se trouve un cortège qui est fait de
particules de charge électrique négative, les électrons. C’est ce cortège seul qui gouverne le contact des atomes entre eux et
donc tous les phénomènes perceptibles de notre vie quotidienne, tandis que les noyaux, tapis au cœur des atomes, en constituent
la masse. »
Georges CHARPAK, Extrait de La vie à fil tendu
II. Les atomes.
Atome vient du grec qui veut dire « insécable », qu’on ne peut pas couper. C’est « la brique de base » qui forme n’importe quelle
matière.
 Structure :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….................................................
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
 Ordre de grandeur :
Le diamètre d’un atome est de l’ordre de …………………………………..
La masse d’un atome est de l’ordre de m 10 -27 kg
 Le noyau :
Le diamètre du noyau est de l’ordre de ………………………………………
( le rayon du noyau est environ ………………………………….. fois plus petit que le rayon de l’atome ).
III. Les constituants de l’atome.
3.1 Constituants du noyau.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
 Les ………………………………………………. sont chargés ……………………………………………… : qp = 1,6 x 10 -19 C
Leur masse est mp = 1,67 x 10 -27 kg
 Les ………………………………………………… sont électriquement ……………………………… : qN = ………………….
Leur masse est mn = 1,67 x 10 -27 kg
On constate que mP = mn = mnucléons = 1,67 x 10 -27 kg

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On appelle …………………………………………………………………………….. la charge portée par un proton. On la note e :
e = 1,6 x 10 -19 C
L’unité de la charge électrique est le coulomb de symbole C.
3.2 Les électrons.
Ils gravitent autour du noyau de l’atome.
Ils portent une charge …………………………………………. à celle du proton et ont une masse …………………………… fois plus petite que les
protons ou neutrons. Leur masse est ……………………………………………. devant celle des protons et des neutrons.
Si l’atome est électriquement neutre, il possède …………………………………………………………………………………………………………………………………………………
IV. Composition de l’atome.
4.1 Représentation symbolique de l’atome.
Un atome est symbolisé par une ou deux lettres. La première doit être écrite en majuscule et la deuxième, si elle existe doit
être écrite en minuscule.
Quand la composition d’un atome est connue, on utilise une représentation symbolique pour rassembler les informations :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Compléter le tableau suivant :
Représentation
symbolique
12
6
C
1
1
H
56
26
Fe
63
29
Cu
23
11
Na
Nom
Protons
Neutrons
Electrons
4.2 Masse de l’atome et masse du noyau.
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
matome = …………………………………………………………………………………………. matome = …………………………………………………………………………………………………….
Exemple : déterminer la masse de l’atome de sodium et la masse de son noyau, que constatez-vous ?
Ils sont chargés …………………………………………………………. : qe = ………………………………………………
Leur masse est me = 9,1 x 10 -31 kg

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………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
4.3 Tableau récapitulatif.
Charge ( C )
Masse ( kg )
Nombre dans un atome
Proton
Neutron
Electron
V. La structure électronique de l’atome.
Les Z électrons d'un atome se répartissent autour du noyau sur les couches K, L et M,…
Chaque couche peut contenir un nombre maximum d'électrons.
 2 électrons pour la couche K
 8 électrons pour la couche L
 18 électrons pour la couche M
Une couche est …………………………… lorsqu'elle contient son nombre maximum d'électrons.
Les électrons de l'atome remplissent …………………………………………………..les couches électroniques. Ils se placent d'abord sur la
couche …………. Puis quand celle-ci est saturée, ils remplissent la couche………..…., et ainsi de suite. On procède ainsi , jusqu'à ce
que tous les électrons soient répartis. Il peut rester des places disponibles sur la dernière couche.
Les électrons de la couche K sont les plus liés au noyau. La dernière couche remplie s'appelle la couche ………………………….…………..
Elle contient les électrons les moins …………………………………… au noyau.
Les propriétés chimiques d' un atome dépendent du nombre d'électrons présents sur sa …………………………………………………………………
Nous allons donc écrire la structure électronique de plusieurs atomes. Pour cela, on place la lettre désignant la couche entre
parenthèses et on indique en exposant le nombre d'électrons de la couche.
Par exemple : (K)2(L)6 signifie qu' il y a 2 électrons sur la couche K et 6 électrons sur la couche L.
Compléter le tableau
Nom de
l’élément
Symbole
chimique
Numéro atomique
Z
Structure électronique de
l’atome
Lithium
Li
3
Oxygène
O
8
Fluor
F
9
Magnésium
Mg
12
Aluminium
Al
13