L`atome - Planetephysique

L’atome (Chapitre 10 p°152) (partie 1)
I. Caractéristiques de l’atome
Le diamètre estimé d'un atome est compris entre 62 pm (6,2×10-11 m) pour l'hélium et 596 pm (5,96×10-10
m) pour le césium, tandis que celui d'un noyau atomique est compris entre 2,4 fm (2,4×10-15 m) pour l’atome
d’hydrogène et 14,8 fm (1,48×10-14 m) environ pour l’atome d’uranium 238 : le noyau d'un atome
d'hydrogène est donc environ 40 000 fois plus petit que l'atome d'hydrogène lui-même.
1. Le noyau
a. Les différents constituants, les nucléons : protons et neutrons
Le noyau est formé de protons et de neutrons. Protons et neutrons forment les nucléons.
b. La masse des nucléons
Protons et neutrons ont des masses très voisines : m proton = m neutron = 1,6710-27 kg
c. La charge électrique des nucléons
La charge électrique se mesure en Coulomb (C).
Les protons sont chargés positivement et portant la charge électrique q proton = + e = 1,610-19 C
e est la charge élémentaire e = 1,610-19C
Les neutrons sont des particules électriquement neutres donc leur charge est nulle : q neutron = 0 C
d. La représentation du noyau de l’atome
Z : numéro atomique ou nombre de charge représente le nombre de protons du noyau.
A: représente le nombre de nucléons du noyau
Le nombre N de neutrons du noyau est N = A – Z
Représentation du noyau de symbole X : 
nom de l’atome
symbole du
noyau
nombre de protons
nombre de neutrons
représentation du
noyau
carbone
C
6
6
hydrogène
1
oxygène
O
azote
7
e. isotopes
Il existe des atomes de carbone dont les noyaux sont représentés par : 
Ce sont des atomes isotopes du carbone.
Deux atomes isotopes ont le même nombre de protons Z mais des nombres de neutrons différents.
isotope du carbone
nombre de protons
nombre de neutrons
représentation du noyau
carbone 12
6
6
carbone 14

2. Les électrons
a. La masse des électrons
La masse d’un électron est m électron = 9,110-31 kg.
Le rapport 
  = 1830 car la masse des protons et neutrons est très grande devant celle des électrons.
b. La charge des électrons
Les électrons ont une charge négative.
Ils portent une charge électrique q électron = - e = - 1,610-19 C
3. L’atome
Dans un atome, il y a autant de protons que d’électrons
a. La masse de l’atome
Le rapport 
  = 1830 car la masse des protons et neutrons est très grande devant celle des électrons.
On en déduit que la masse de l’atome est concentrée dans le noyau.
Calcul de la masse de l’atome
m atome = Z  m proton + (A – Z)  m neutron  A  m proton m atome A  m proton
b. La charge de l’atome
La charge de l’atome est nulle car il y a autant de protons que de neutrons
nom de
l’atome
symbole du
noyau
Z
(nombre de
protons)
A
(nombre de
nucléons)
Masse de l’atome
(kg)
Charge de
l’atome
(C)
hélium
He
2
4
béryllium
Be
4
8
fluor
F
9
18
c. Structure lacunaire de l’atome
Le rayon du noyau est environ 10000 fois plus petit que le rayon de l’atome. 
atome
Ratome
Rnoyau
ordre de grandeur
de 
H
53 pm =
1,2 fm =
U
200pm =
7,4fm =
L’atome est environ 104 fois plus gros que son noyau.
L’atome est essentiellement constitué de vide. Il a une structure lacunaire.