1) Quelle est la structure d`un atome

Chapitre 3: Un modèle de l’atome
Objectifs :
-Connaître la structure d’un atome et celle de son noyau
- Définir un ion monoatomique
- Définir un élément chimique
Introduction
Un modèle doit posséder deux vertus:
- Permettre d'expliquer les propriétés observées,
- Permettre de prévoir d'autres propriétés non encore observées.
Un modèle est en permanente évolution puisque de nouvelles découvertes sont susceptibles de le mettre en défaut.
Enfin et paradoxalement c'est souvent l'étude des défauts d'un modèle qui permet d'approfondir nos connaissances
en sciences physiques.
1) Quelle est la structure d’un atome ?
a) Constitution d’un atome.
Un atome est constitué d’un noyau central chargé positivement et d’électrons chargés négativement, en
mouvement autour du noyau.
Un atome est électriquement neutre.
Un atome a un nom et un symbole : Hydrogène (H), Oxygène (O), Carbone (C), Azote (N), Chlore (Cl)
b) Le noyau d’un atome
Le noyau d’un atome est constitué de protons et de neutrons, ils appartiennent à la famille des nucléons.
Le noyau atomique est représenté symboliquement par la notation :
Nombre de protons et de neutrons
Nombre de protons
Donc :
N=(A-Z) est le nombre de neutrons. Exemple :
Les protons sont les porteurs de charges électriques du noyau.
La charge d’un proton, noté e, est appelée charge élémentaire.
Elle s’exprime en coulomb (symbole C)
e = 1,60 x 10-19 C
Les neutrons ne portent pas de charge électrique.
Ainsi la charge positive d’un noyau, notée Q, est égale à la charge des protons qui le constituent :
Q = Z x e
Dans l’univers, on a pu identifier environ 300 noyaux différents.
c) Les électrons
Les électrons sont des particules élémentaires chargés négativement.
La charge d’un électron est opposée à la charge d’un proton. Elle est égale à –e.
La neutralité électrique de l’atome impose donc qu’il y ait autant de protons que d’électrons dans un atome.

d) Masse d’un atome
Les masses du proton et du neutron sont voisines .
On peut considérer que :
mp = mn = mnucléon = 1,67 x 10-27 kg
La masse d’un électron est 2000 fois plus petite que celle du proton.
me = 9,1 x 10-31 kg
La masse d’un électron étant négligeable devant celle d’un nucléon, la masse d’un atome est très voisine de celle de
son noyau.
m = A x mnucléon
e) Dimensions des atomes et des noyaux
Le diamètre d’un atome, assimilé à une sphère, est de l’ordre de 10-10 m = 0,1 nm
Le noyau est 100 000 fois plus petit que l’atome.
Un atome est essentiellement constitué de vide : on dit qu’il a une structure lacunaire.