2nde Thème : Univers Un modèle de l`atome Structure de l`atome

2nde Thème : Univers
Un modèle de l’atome
Structure de l’atome. (Voir étude d’un document : structure de l’atome)
1. Schéma de la structure de l’atome :
L’ordre de grandeur du rayon atomique est de 10-10 m.
2. Le noyau :
L’ordre de grandeur du rayon du noyau est de 10-15 m.
Le noyau est constitué de nucléons, il existe deux types de nucléons :
 Les protons, portant une charge électrique positive, de charge élémentaire :
e = qproton = 1,60.10-19 C (C : Coulomb, voir le site) et de masse mproton = 1,673.10-27 kg
 Les neutrons, électriquement neutre :
qneutron = 0 C et de masse mneutron = 1,675.10-27 kg ≈ mproton
3. Les électrons :
Les électrons gravitent (tournent) dans le vide autour du noyau. Ils sont chargés négativement, de charge
qélectron = - e = 1,60.10-19 C et de masse mélectron = 9,10.10-31 kg.
4. Représentation symbolique d’un atome :
A;ZX
Le numéro atomique Z représente le nombre de protons : Z = nombre de protons.
Le nombre de masse A représente le nombre de nucléons : A = nombre de protons + nombre de neutrons
Le nombre N de neutrons est alors : N = A – Z
Un atome est toujours électriquement neutre, cela signifie qu’il ya autant de charge positive que de charge
négative dans un atome, donc il y a le même nombre de proton que d’électron :
Nombre de proton = Nombre d’électron
Exemple :
Représentation symbolique : ;F
F : représente le symbole chimique de l’atome de fluor.
A = 19 : Le nombre de nucléons (protons + neutrons) est égal à 19
Z = 9 : Le nombre de protons est égal à 9
Le nombre de neutrons N est : A – Z = 19 – 9 = 10
Le nombre de protons est égal à celui des électrons, car un atome est toujours électriquement neutre.
L’atome de fluor est alors constitué de 9 protons, 10 neutrons et 9 électrons.
5. la masse d’un atome :
On utilisera les notations suivantes :
Masse d’un proton : mp Masse d’un neutron : mn Masse d’un électron : me
La masse d’un atome est égale à la masse de l’ensemble des protons, neutrons et électrons qui le constituent.
matome = Z x mp + (A – Z) x mn + Z x me
La masse d’un atome est concentrée dans son noyau.
6. Exercices d’application :
Exercices n°1/2/3
Modèle de l’atome 1/2
Noyau
Electron
Nombre de masse
Numéro atomique
Symbole chimique de l’atome

2nde : Univers Le modèle de l’atome
Exercices d’application
Exercice 1 :
On considère l’atome de chrome de représentation symbolique ;Cr
Données :
 Charge élémentaire : e = 1,60.10-19 C
 Masse du proton : mp = 1,673.10-27 kg
 Masse du neutron : mn = 1,675.10-27 kg
 Masse d’un électron : me = 9,10.10-31 kg
1. Donner la composition en protons, en neutrons, et en électrons de cet atome. Justifier.
2. Calculer la charge électrique du noyau.
3. Calculer la masse du noyau atomique.
4. Calculer la masse de l’atome. Conclure.
Exercice 2 :
Le noyau d’un atome porte une charge électrique qnoyau = 2,56.10-18 C. Le nombre de nucléons A de cet atome est le
double du nombre de protons Z.
Données :
 Charge élémentaire : e = 1,60.10-19 C
 Masse du proton : mp = 1,673.10-27 kg
 Masse du neutron : mn = 1,675.10-27 kg
 Masse d’un électron : me = 9,10.10-31 kg
1. Déterminer le numéro atomique Z de cet atome.
2. Déterminer le nombre de masse A.
3. Déterminer la masse du noyau.
4. Donner la représentation symbolique de cet atome, sachant que son symbole chimique est S.
Exercice 3 :
Le rayon atomique de l’atome de bismuth de symbole chimique Bi est RBi = 1,46.10-12 m. La charge du noyau atomique
est qnoyau = 1,33.10-17 C. La masse volumique de l’atome de bismuth est Bi = 2,685.1010 kg.m-3.
Données :
 Charge élémentaire : e = 1,60.10-19 C
 Masse d’un nucléon = 1,67.10-27 kg
1. Déterminer le volume de l’atome de bismuth, si l’on considère l’atome comme une sphère parfaite
2. Déterminer le numéro atomique Z
3. Donner la représentation symbolique de l’atome de bismuth
4. Déterminer la composition en neutrons, en protons, et en électrons de cet atome
Modèle de l’atome 2/2