LES ATOMES - Ducros Prof

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Secteur BAC PRO 3 Ans
123.02 : L’atome et sa structure Cours 1-4
Hygiène et
Sécurité HS2
Leçon N°1 :
Les Atomes et leurs
Structures
Introduction :
Au cours de cette deuxième leçon, nous allons étudier l’atome ces composants, nous essayerons aussi de prévoir quelques
propriétés des atomes en fonction de leurs positions dans la classification période de Mendeleïev et nous énoncerons enfin la
règle de l’octet.
Objectifs :
- être capable de :
- - nommer les différents constituants d’un atome.
- Utiliser la classification périodique pour prévoir des propriétés chimiques,
- Enoncer la règle de l’octet.
Pré-requis : les pré-requis sont pauvres, voire inexistant car on reprend le cours de chimie générale depuis son commencement
donc seulement les objectifs du cours précédent (c'est-à-dire les unités de masse, de volume, la masse volumique et enfin la
concentration massique).
1. L’atome et sa structure.
1.1- Définition et nomenclature
Définition :
L’atome est le plus petite partie d’un corps pur simple pouvant être envisagé séparément.
Nomenclature :
A chaque élément correspond un atome et chaque atome est représenté par une lettre généralement la première lettre
Ex : Carbone C Oxygène O Cuivre Cu
Hydrogène H Chlore Cl Soufre S
Chrome Cr Silicium Si
Contre-ex : il existe tout de même des contre exemples :
Sodium Na Mercure Hg Azote N
Or Au
1.2- Structure de l’atome.
Structure de l’atome
L’atome est constitué de deux parties :
- le noyau contenant des neutrons (électriquement neutres) et des protons (chargés positivement) : le
noyau est donc globalement chargé positivement.
- Le cortège électronique formé d’électrons (chargé négativement) en mouvement autour du noyau.
Caractéristiques de ces particules
Le tableau suivant permet de comparer ces différentes caractéristiques :
Masse (kg)
charge (C.)
Proton
1,67 . 10 -27
1,6 . 10 -19
Electron
9,1 . 10 -31
- 1,6 . 10 -19
Neutron
1,67 . 10 -27
0

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1.3- Numéro atomique (Z) et numéro de masse (A)
Définition :
Le numéro atomique Z
Le numéro atomique Z est le nombre de protons
contenus dans le noyau de l’atome. Il caractérise l’élément
chimique.
Le nombre de masse A
Le nombre de masse A du noyau est égal à la somme du
nombre de protons et de neutrons.
Comment trouver le nombre d’électrons d’un atome
Un atome est électriquement neutre, ainsi le nombre
d’électrons (chargés négativement) et le nombre de protons
(électriquement positif) sont égaux.
En résumé, on a :
- nombre de protons (p) = Z (numéro atomique)
- nombre de neutrons (n) = A - Z (nombre de
masse – numéro atomique)
- nombre d’électrons (e) = (p)
1.4- Structure électronique et niveaux d’énergie
Important : Principe de remplissage des niveaux d’énergie autour du noyau…
Les électrons d’un atome se répartissent en couches électroniques ou niveaux d’énergie autour du noyau
désignés par des lettres K, L, M, N, O, P…
a) Principe de remplissage :
Les électrons remplissent tout d’abord la couche la plus proche K puis lorsque celle-ci est pleine ils remplissent
les couches suivantes.
b) Obtention d’une couche saturé :
Les niveaux d’énergie sont saturés (totalement remplis) pour un nombre donné d’électrons :
- 2 électrons pour le niveau d’énergie K,
- 8 électrons pour le niveau d’énergie L,
- 18 électrons pour la couche M
Remarque :
La classification périodique ou tableau périodique
de Mendeleïev repose sur la structure électronique
des atomes.
Schéma explicatif de remplissage des couches :
Propriétés chimiques :
Les propriétés des éléments chimiques sont
liées au nombre d’électrons présents sur la
dernière couche remplie.
On peut alors imaginer une classification qui tient
compte du numéro atomique et de la dernière
couche remplie.

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Classification périodique :
Ce tableau porte le nom de classification périodique. Elle fut mise en place par le chimiste Mendeleïev. En effet, la croissance
rapide des connaissances au cours du XIXième siècle a rendu nécessaire une classification des éléments chimiques. La
classification périodique est un tableau dans lequel les atomes sont classés par numéro atomique Z croissant.
Les éléments dont les atomes ont le même nombre d’électrons sur leur couche externe sont disposés dans une même colonne
verticale et constituent une famille.
Un nouvelle ligne, appelée période, est utilisée chaque fois qu’intervient une nouvelle couche.
2. Les ions et les isotopes
Définition :
Un ion est un dérivé d’un atome ayant perdu ou gagné un électron.
Définitions importantes :
En perdant des électrons, les atomes se transforment en entités chargées positivement, appelés cations.
Les cations sont donc des ions positifs.
En gagnant des électrons, les atomes se transforment en entités chargées négativement, appelés anions.
Les anions sont donc des ions négatifs.
Exemple :
Prenons l’exemple du Fer(III) dont la nomenclature est Fe3+,
Répondre aux questions suivantes :
1) Chercher dans la classification périodique le numéro atomique Z de cet élément le Fer,
2) Chercher dans la classification périodique le nombre de masse A du Fer,
3) Les électrons sont ils cherchés positivement négativement ou sont-ils neutres ?
4) La notation de l’ion Fer (III) est Fe3+ est-ce un anion ou un cation ?
5) Donner alors le nombre d’électrons, de protons et de neutrons de cet ion.
Réponses :
1) le numéro atomique Z = 57
2) le nombre de masse A = 26
3) les électrons sont chargés négativement.
4) C’est un ion positif donc c’est un cation.
5) Le nombre d’électron est 26 – 3 = 23 électrons
Le nombre de proton est le même : 26 protons
Le nombre de neutron est 57 – 26 = 31 neutrons
A connaître:
Certaines solutions ioniques sont colorées, par exemple, on a :
- solution contenant des ions cuivre (II) Cu2+ : bleu.
- solution contenant des ions nickel (II) Ni2+ : vert.
- solution contenant des ions fer (III) Fe3+ : jaune orangé.
- solution contenant des ions cérium (VI) Ce4+ : jaune.
Exercice : Sujet BEP Productique
On donne pour le Fe :
A= 56
Z = 26
1- Indiquer le nombre de protons, de neutrons et d’électrons qui constitue un atome de fer.
2- Est-ce un anion ou un cation ?
3- L’atome de fer peut donner l’ion Fe2=, donner le nombre de proton et d’électrons de cet ion.
Définition :
Les isotopes sont des atomes qui ont même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents.
Exemple :

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L’uranium naturel est constitué principalement de deux isotopes, l’uranium 238 et l’uranium 235, ils ont tous les deux 92
protons dans leurs noyaux, mais l’uranium 238 possède 3 neutrons de plus que l’uranium 235.
C’est ce dernier qui est utilisé dans les centrales nucléaires.
3. La Représentation de LEWIS
Présentation :
La représentation de LEWIS a pour but de schématiser la structure électronique externe d’un atome ou d’un ion dans l’état
fondamental. Pour l’établir, chaque atome est scindé, formellement en deux parties.
Principe :
Lorsque l’on souhaite construire la représentation de LEWIS d’un atome ou d’un ion, il faut suivre les instructions suivantes :
- Le noyau et les électrons des couches internes sont représentés par le symbole de l’élément.
- Les électrons de la couche externe, figuré par un point (s’ils sont célibataires) et par un tiret (s’ils
forment un doublet), entourent le symbole de l’élément.
- La charge éventuelle est entourée.
Exemple :
Nous allons ici montrer l’établissement de la représentation de LEWIS dans quelques cas simples :