3 - Les électrons a

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Consignes
•
Vous devez d ’abord comprendre ce qui est écrit puis le
recopier en respectant scrupuleusement le plan.
•
Vous rencontrerez certains exercices. Vous devez
absolument les faire avant de poursuivre.
•
Pour visualiser le cours, cliquez sur le bouton gauche de la
souris.
•
Pour rechercher des pages, cliquer sur les boutons
• Inutile de recopier ce qui est en italique.
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Plan du cours
1. Le modèle de l ’atome de la classe de seconde
2. Le noyau.
a- Constitution
b- Symbole du noyau
c- Les isotopes.
d- Définition de l ’élément chimique
3. Les électrons.
a- Qu’est ce qu’un électron?
b- Nombre d’électrons.
c- Répartition en couches.
4. Les masses dans l ’atome.
5. Qui a eu l ’idée de l ’atome ?
a- Les grecs
b- Dalton
c- Les expériences de Thomson et de Rutherford
6. Qu’est-ce qu’un ion ?
a- Le cation
b- L’anion
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1. Modèle de l ’atome pour la classe de
seconde.
Une représentation simplifiée est appelée modèle.
• Modèle de l ’atome:
– un noyau central (de rayon = 10-15 m soit
100 000 fois plus petit que l’atome)
– des électrons répartis en
couches autour du noyau
(rayon atome = 10-10 m
soit 100 000 fois plus grand
que le noyau)
– du vide. (la structure de la
matière est essentiellement lacunaire)
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2. Le noyau
a- Constitution.
– Le noyau est constitué
• de protons
particules qui sont
chargées positivement, dont la charge
est qproton = +e = +1,6.10-19 C
(e étant la charge électrique élémentaire:
on en reparle plus loin !!!)
• de neutrons
particules électriquement neutres.On dit aussi de
charge électrique nulle.
– Protons et neutrons sont appelées des
nucléons. Ils ont la même masse:
mnucléon = mproton= mneutron = 1,67.10 -27 kg
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2. Le noyau
b - Symbole du noyau.
– Le numéro atomique Z est
le nombre de protons qu’il
contient.
– Le nombre de masse A est
le nombre de nucléons
(protons + neutrons) qu’il
contient
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2. Le noyau
- Le nombre de neutrons N dans un noyau vaut
donc
N=A-Z
Le noyau d ’un atome de symbole chimique X est
représenté par :
A
X
Z
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Cliquer sur le lien
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2. Le noyau
c- Les isotopes
Dans un échantillon de cuivre, tous les atomes de
cuivre ne sont pas identiques.
Ils ont tous le même nombre de protons, mais
certains atomes ont 63 nucléons et d ’autres 65.
Ces atomes sont dit isotopes.
On appelle isotope des atomes qui ont le même
numéro atomique Z, mais des nombres de nucléons
A différents donc des nombres de neutrons N
différents.
65
63
2
9
Cu
Cu
29
Même Z
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Le numéro atomique du carbone est Z = 6 et son
nombre de neutrons varie de 6 à 8 .
A
• Ecrire sous la forme Z X tous les représentants
des noyaux de cet atome.
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2. Le noyau
d- Définition de l’élément chimique
On donne le nom d’élément chimique à l ’ensemble des
entités chimiques (atomes, isotopes, ions) ayant le
même numéro atomique Z
Un élément chimique est caractérisé par son
numéro atomique Z.
C’est sa signature !!!!
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• Parmi la liste suivante, regrouper les entités
chimiques appartenant au même élément
chimique.
• Trouver les symboles à la place des points
d ’interrogation en vous aidant de la classification
périodique.
129
124
124
123
124
115
?
?
?
?
?
?
54
52
50
52
54
50
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3 - Les électrons
a- Qu’est ce qu’un électron ?
•
•
L ’électron est une particule de masse extrêmement petite:
melectron = 9,1.10-31 kg
Sa charge électrique est la plus petite charge possible qu’une
particule peut posséder. On parle de la charge élémentaire
notée e = 1,6.10-19 C (C pour coulomb: unité de la charge
électrique).
charge électrique d ’un électron = qelectron = - e = -1,6.10-19 C
b- Nombre d ’électrons.
Un atome est électriquement neutre, il contient donc
autant de charges électriques positives que négatives.
Le nombre de protons est alors égal au nombre
d ’électrons.
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• Donnez le nombre d ’électrons présents dans
chacun des atomes dont les noyaux sont les
suivants:.
12
C
6
197
Au
79
63
Cu
29
27
Al
13
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3 - Les électrons
c - Répartition en couches.
• Les électrons se répartissent autour du noyau sur
plusieurs couches, du centre vers l'extérieur:
– La couche K:
2 électrons au maximum.
– La couche L:
8 électrons au maximum.
– La couche M:
8 électrons au maximum.
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3 - Les électrons
• Exemple ( à lire ) : Répartissons ensemble les électrons
d ’un atome de magnésium 12Mg
24
Mg
:
atome donc Z = 12 protons
12
soit 12 électrons, l’atome étant
électriquement neutre
Plaçons d'abord 2 électrons
sur la couche K
celle qui est la plus près du noyau.
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3 - Les électrons
• Suite: répartissons ensemble les électrons d ’un atome de
magnésium 12Mg
24
Mg : (K)2
12
Reste 10 électrons à placer.
Remplissons la couche
L de 8 électrons.
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3 - Les électrons
• Suite: répartissons ensemble les électrons d ’un atome de
magnésium 12Mg
24
Mg
12
: (K)2 (L)8
Reste 2 électrons à placer.
La couche M peut contenir
8 électrons mais il n'en
reste que 2 à placer.
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3 - Les électrons
Structure électronique d ’un atome de
magnésium (à recopier)
24
12
Mg : (K)2 (L)8 (M)2
• La couche externe ou périphérique
est la dernière couche remplie.
• Les couches internes sont toujours les autres
couches.
• Une couche pleine d’électrons est dite saturée.
Cliquer sur le lien pour voir d’autres exemples
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• Donner la structure électronique :
40
de l ’atome d’argon:
Ar
18
11
de l’atome de bore:
B
5
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4 . Les masses dans l’atome.
Dans un noyau chaque nucléon a une masse 2000 fois plus grande
que celle d ’un électron c ’est à dire:
mnucléon = mproton= mneutron = 2000 x mélectron




Rechercher le symbole du noyau d’un atome de mercure
Calculer la masse d ’un noyau d’atome de mercure
Calculer la masse des électrons présents dans l’atome de mercure
Conclusion ?
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5. Qui a eu l’idée de l’atome?
a- Les grecs (v° siècle avant J.-C.)
• Démocrite (-460;-370) pensait que la
matière était composée de minuscules et
invisibles particules: les atomes
• D’autres savants de la Grèce antique
dont Aristote (-384;-322) pensaient que la
matière résultait de la combinaison de
quatre éléments: eau, air, terre, feu.
Leur théorie n’était basée que sur des
hypothèses.
Rien n ’avait été prouvé.
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5. Qui a eu l’idée de l’atome?
b- Dalton (1766-1844)
– Il savait que la masse se conservait au
cours d ’une réaction chimique et pour
expliquer ce fait il émet les hypothèses
suivantes:
• La matière est constituée d ’atomes
identiques.
• Les éléments chimiques se différencient
par des atomes de masse différentes.
Rien n ’est encore prouvé par
l ’expérience.
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5. Qui a eu l’idée de l’atome?
c- Les expériences de Thomson et de
Rutherford.
•
En 1902 Thomson (1856-1940) montre la présence
de particules chargées négativement dans
l ’atome qu’il appelle électrons.
• En 1911 Rutherford (1871-1937) démontre que
l ’atome contient
•un noyau au centre.
•des électrons qui gravitent
autour du noyau.
•du vide entre les électrons
et le noyau.
Enfin les observations vérifient les hypothèses.
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6. Qu’est-ce qu’ion?
Un ion est un atome ou
un groupement
d’atomes ayant perdu
ou gagné un ou
plusieurs électrons.
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6. Qu’est-ce qu’ion?
a - Le cation
Ion chargé électriquement positivement, s’obtenant lorsque le ou
les atomes perdent un ou plusieurs électrons.
Donner la composition en protons, neutrons et électrons
ainsi que la structure électronique de l’atome de calcium
Ca et de l’ion calcium Ca2+
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5. Qu’est-ce qu’ion?
b – L’anion
Ion chargé électriquement négativement, s’obtenant lorsque le ou
les atomes gagnent un ou plusieurs électrons
Donner la composition en protons, neutrons et électrons
ainsi que la structure électronique de l’atome de chlore
Cl et de l’ion chlorure Cl-
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Vous avez brillamment
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29/29
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