Cours de Physique – Chimie Classe de Première S
Les caractéristiques de ces particules élémentaires sont résumées dans le tableau suivant :
Particule Localisation Charge Masse Ordre de grandeur
de la masse
Proton Dans le noyau +e = 1,6x10-19C 1,673 x 10-27 kg 10-27 kg
Neutron Dans le noyau 0 1,675 x 10-27 kg 10-27 kg
Electron Autour du noyau -e = -1,6x10-19 C 9,1 x 10-31 kg 10-30 kg
2°) La charge élémentaire
La charge électrique
est appelée charge élémentaire. C'est la charge électrique d'un proton. C'est aussi l'opposé de la charge
électrique d'un électron.
La charge élémentaire est notée e et vaut
.
La charge électrique q d'un noyau atomique, d'un ion ou d'un objet chargé peut s'exprimer en fonction de la charge élémentaire e :
avec n, un nombre entier.
3°) Atome, ion et molécule
•L'atome est constitué d'un noyau et d'un nuage électronique. Le noyau d'un atome est représenté symboliquement par la
notation
.
A, appelé nombre de masse, est le nombre de nucléons. Z, appelé nombre de charges ou numéro atomique, est le nombre
de protons.
Le nombre de neutrons est donné par la différence
.
Le nuage électronique est chargé négativement et compte autant d'électrons qu'il y a de protons dans un atome, puisque
l'atome est une entité électriquement neutre.
•Un ion monoatomique est issu d'un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons, il est donc lui aussi constitué
de protons et le plus souvent de neutrons et d'électrons.
•Une molécule regroupe plusieurs atomes, elle est donc aussi constituée de protons, d'électrons et le plus souvent de
neutrons.
Les protons, les neutrons et les électrons constituent donc les « briques de base » de la matière de l'Univers.
III. Les interactions fondamentales
Tous les phénomènes physiques, chimiques et biologiques observés peuvent être expliqués grâce à quatre interactions
fondamentales.
1°) L'interaction gravitationnelle
Tous les corps qui possèdent une masse s'attirent mutuellement.
Deux objets A et B de masses respectives mA et mB, dont les centres sont séparés d'une distance d, exercent l'un sur l'autre des
actions mécaniques attractives, modélisées par des forces d'attraction gravitationnelle
dont les
caractéristiques sont :
•point d'application : centre de A pour
•direction : la direction de la droite (AB)
•sens : vers le centre A pour
avec mA et mB, en kg
d en m
FA/B et FB/A en N
G = 6,67 x 10-11 N.m2.kg-2 constante de gravitation universelle.
L'interaction gravitationnelle est toujours attractive et de portée infinie. La loi de la gravitation universelle s'applique aux objets
dont la masse est répartie de façon sphérique c'est à dire de façon régulière à partir du centre.
2
d
A B
FB/A FA/B