nombre de masse {= nombre de nucléons (protons + neutrons)} A

Thème : matériaux
CHAP 1 : LA STRUCTURE DE LA MATIERE
I) L'ATOME :
a) Présentation générale :
La matière vivante ou inerte est composée de petites particules appelées atomes. L'atome peut se
représenter de la façon suivante :
Il est composé d'un noyau autour duquel gravitent des électrons. Le noyau est formé de nucléons :
protons et neutrons. Dans un atome, il y a autant de charges positives que de charges négatives. L’atome
est électriquement neutre.
masse charge
électron 9,1.10
-31
kg négative : - 1,6.10
-19
C
proton 1,67.10
-27
kg positive : - 1,6.10
-19
C
neutron 1,67.10
-27
kg neutre : 0
noyau m
totale : protons
+ m
totale : neutrons
positive
atome m
protons
+ m
neutrons
+ m
électrons
neutre : 0
Dans le tableau de la classification périodique des éléments, on trouve les symboles de chaque élément
avec leur nombre de protons (=électrons) (appelé numéro atomique Z) et leur nombre de nucléons
(appelé nombre de masse A).
nombre de masse {= nombre de nucléons (protons + neutrons)} A
numéro atomique { = nombre de protons = nombre d'électrons} Z
Exemples :
Al
27
13
H
1
1
Cl
35
17
O
8
16
C
6
12
ISOTOPES : ce sont des atomes qui ont le même numéro atomique mais des nombres de masse
différents
dans le tableau de la classification périodique des éléments :
1
ère
colonne : les alcalins à l'exception de l'hydrogène
avant dernière colonne : les halogènes
dernière colonne : les gaz rares (ou nobles)
b) Les électrons autour de l'atome :
Les électrons se répartissent autour du noyau en couches (ou trajectoires) successives. La plus proche du
noyau est appelée K et peut contenir au maximum deux électrons.
protons
neutrons
électrons
Dans le noyau on
trouve :
Autour du noyau
on trouve :

Trajectoire ou couche nombre maximal d'e- possibles nombre de paires ou doublets d'e-
K 2 2
L 8 4
M 8 4
Il existe bien d'autres couches d'électrons.
Les électrons commencent par occuper les premières couches proches du noyau en se groupant par
paires ou doublets quand cela est possible.
Exemples :
atome d'hydrogène
1 électron atome d'oxygène atome d'azote atome de chlore 8 électrons 7 électrons 17 électrons
2 e- célibataires
3 e- célibataires
1 e- célibataire
1 e- célibataire
c) Schéma de LEWIS d'un atome :
Cela consiste à représenter uniquement les électrons de la dernière trajectoire (la plus loin du noyau).
Exemples :
H O N Cl le trait remplace une paire d'électrons
II) LES MOLECULES :
La molécule est un groupement d'atomes liés entre eux par des liaisons covalentes. Elle est
électriquement neutre. Une liaison covalente est la mise en commun d'un doublet d'électrons entre deux
atomes.
Exemple : la molécule d'ammoniac :
N
H
H
HNH
H
Hla liaison covalente se représente par un trait
NH
3
est la formule brute de la molécule d’ammoniac. Et ci-dessus, c’est sa formule développée.
Règle importante : la règle de l'octet :
Dans une molécule, les différents atomes tendent à acquérir la structure électronique externe du gaz rare
le plus proche dans la classification périodique.

exemples : la molécule NH
3
: l'hydrogène tend à acquérir la structure de l'hélium (2 électrons) et l’azote
tend à acquérir la structure du néon (8 électrons).
III) LES IONS :
Un ion est un atome qui a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
Exemples : Na
+
: atome de sodium qui a perdu un électron, Cl
−
: atome de chlore qui a gagné un électron.
IV) LA MOLE :
A notre échelle, il est difficile de dénombrer les atomes, molécules …dans un morceau de matière car
c’est un nombre immensément grand.
On compte alors les atomes, molécules…par « paquet » de matière que l’on appelle « mole ».
Et dans une mole de matière, il y a toujours le même nombre d’atomes ou molécules ou ions…
Ce nombre s’appelle le nombre d’Avogadro : N = 6,02.10
23
particules/mole
Exemples :
- Dans une mole de carbone, il y a 6,02.10
23
atomes de carbone C.
- Dans une mole d’eau, il y a 6,02.10
23
molécules d’eau H
2
O.
…
Par conséquent, comme les atomes, molécules… n’ont pas la même masse, la masse de leur mole sera
également différente.
La masse molaire atomique est la masse d'une mole d'atome. Elle s'exprime en g/mol ou g.mol
−
−−
−1
.
La masse molaire moléculaire est la masse d'une mole de molécule. Elle s'exprime en g/mol ou
g.mol
−
−−
−1
.
Exemples :
M(H) = 1 g/mol : une mole d’hydrogène a une masse de 1 g.
M(O) = 16 g/mol : une mole d’oxygène a une masse de 16 g.
M(H
2
O) = 2 M(H) + M(O) = 18 g/mol : une mole d’eau a une masse de 18g.
Calcul du nombre de moles dans un morceau de matière de masse m :
Exemple :
On dispose de 60 g d’eau. Combien de moles y a-t-il dans ces 60g d’eau ?
1 mole d’eau 18 g
? 60 g
En faisant un produit en croix on trouve : 3,33 moles d’eau
g/mol) (en molaire masse
g) (en matière la de masse
moles de nombre =