Le cours complet

chapitre 4 L'Atome 1/3
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Chapitre 4 L '
A TOME
CAP
Objectifs ( à la fin du chapitre, je dois être capable de … ) :
- Connaître les constituants de l'atome - Calculer une masse molaire atomique
I. À la découverte de l'atome
Activité
" À la fin du V
e
siècle avant notre ère, Démocrite imagine que la matière est constituée d'atomes, particules indivisibles.
Près de 150 ans après, Aristote affirme que la matière est constituée de quatre éléments : le fer, l'air, la terre et l'eau ; l'idée
d'atome est abandonnée.
Le plus drôle, c'est que les idées d'Aristote seront employées pendant plus de 20 siècles avant qu'on s'aperçoive qu'elles
étaient fausses !
C'est seulement au XIX
e
siècle que le chimiste anglais John Dalton remarqua que de nombreuses propriétés chimiques
s'expliquaient simplement en considérant que la matière est constituée de petits "grains". Il appela ces grains des atomes.
La connaissance de l'atome et l'étude de sa structure débutèrent à la fin du XIX
e
siècle. En 1897, par exemple, le
britannique Thomson découvrit les électrons. "
Questions :
1) Qui fut le premier à parler d'atomes ?
Démocrite fut le premier à parler d'atomes, à la fin du V
ème
siècle avant notre ère.
2) Qui reprit plusieurs siècles plus tard l'idée de Démocrite ?
Dalton reprit plusieurs siècles plus tard (au XIX°) les idées de Démocrite.
3) Qui découvrit les électrons ?
C'est le physicien britannique Thomson qui découvrit les électrons en 1897.
II. Constitution des atomes
Activité
"Lord Ernest Rutherford, physicien britannique, fut, en 1908, lauréat du prix Nobel de chimie pour ses découvertes sur la
structure de l'atome. En bombardant une mince feuille d'or avec des particules, il observa que la plupart des particules
traversaient la feuille sans être déviées, alors que certaines étaient cependant détournées.
Le nouveau modèle avait les caractéristiques suivantes :
- l'atome est surtout constitué de vide (les particules traversent les feuilles d'or comme s'il n'y avait pas d'obstacle.
- au centre de l'atome doit se trouver une masse importante positive (que Rutherford appela noyau) puisque les rayons positifs
sont déviés en traversant la feuille d'or. Ce noyau doit être extrêmement petit et dense puisqu'une très petite proportion des
rayons rebondit directement.
- l'atome est neutre, il y a autant de charges positives que de charges négatives. Les charges négatives gravitent autour du noyau
comme les planètes autour du soleil."

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Questions :
1. Quelles sont les deux parties principales d'un atome ?
Les deux parties principales d'un atome sont : le noyau et le vide.
2. Comment sont-elles disposées l'une par rapport à l'autre, qu'y a-t-il entre les deux ?
Le vide entoure le noyau (le noyau est au centre de l'atome).
3. Où se trouve concentrée la masse de l'atome ?
La masse de l'atome se trouve concentrée dans son noyau.
4. Quel type de charge électrique est porté par le noyau ?
Le noyau porte des charges positives (+).
5. Quel type de charge électrique est porté par les électrons ?
Les électrons portent des charges négatives (-).
6. Comment est l'atome d'un point de vue électrique ?
D'un point de vue électrique, l'atome est neutre (autant de charges + que de charges -).
À retenir
L'atome est composé :
- d'un noyau comprenant des protons (charges +) et des neutrons (sans charge électrique)
- d'un nuage d'électrons (charge -)
A
Le symbole de l'atome est
Z
X
avec :
- X le symbole de l'atome (voir classification périodique)
- A le nombre de protons + neutrons contenus dans le noyau
- Z le nombre de protons contenus dans le noyau (Z est aussi appelé numéro atomique)
Un atome étant électriquement neutre, il contient autant de protons que d'électrons.
Le tableau périodique fournit toutes ces informations.
Exemple : l'atome de sodium est représenté de la manière suivante : Na
23
11
.
Son noyau contient Z = 11 protons et N = A – Z = 23 – 11 = 12 neutrons. Comme l'atome est électriquement neutre, il
contient autant de protons que d'électrons, c'est-à-dire 11 électrons.
On peut schématiser un atome de la manière suivante :

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III. Caractéristiques des constituants de l'atome
ATOME
NOYAU
PROTONS NEUTRONS ELECTRONS
Masse 1,67 x 10
-27
kg 1,67 x 10
-27
kg 9,1 x 10
-31
kg
Charge chargé + non chargé chargé -
Remarque : Un électron est environ 2000 fois plus léger qu'un proton ou qu'un neutron.
IV. Masse Molaire Atomique
99,9 % de la masse d'un atome est concentrée dans son noyau.
Une des caractéristiques d'un atome est sa masse molaire.
Celle-ci se note M. La masse molaire s'exprime en g/mol (gramme par mole).
La masse molaire d'un atome est donnée dans le tableau périodique.
Elle correspond au nombre de masses A.
Exemple :
Pour le carbone, A = 12. La masse molaire de l'atome de carbone est 12 g/mol.
Pour l'oxygène, A = 16. La masse molaire de l'atome de carbone est 16 g/mol.
Noyau
=
protons
+
neutrons
Electrons
(dans le vide)
Atome