Chapitre1

Chapitre1
LES ATOMES - LES IONS
CLASSIFICATION PERIODIQUE DES ELEMENTS
Objectifs:
.
1. Représenter un atome par un modèle.
2. Etre capable de nommer les différents constituants se l'atome
3. Etre capable d'utiliser la classification pour prévoir les différentes propriétés chimiques.
4. Connaître la règle de l’octet.
I Les atomes et les ions:
a) l'atome:
C'est un mot qui vient du grec et qui signifie « insécable ». C'est le plus petit morceau de matière que
l'on ne peut casser.
Définition: C'est une particule électriquement neutre comprenant:
- un noyau constitué : de protons (du grec proton = premier)chargés positivement +e = 1,6
X 10-19C
de neutrons sans charge électrique (comme son nom l'indique)
- des électrons chargés négativement -e = 1,6 X 10-19Coulomb qui tournent autour du noyau
remarque: La masse de l'atome est essentiellement défini par la masse des protons et des neutrons

Masse (kg)
Charge (C)
Proton
1,67 x 10-27
+1,6 X 10-19
Electron
9,1 x 10-31
1,6 X 10-19
Neutron
1,67 x 10-27
0
 Numéro Atomique: Chaque élément est défini par son numéro atomique Z
Z = Nombre de protons du noyau
(cf. historique du tableau périodique de Mendeleïev)
Comme l'atome est électriquement neutre: Nombre d'électrons = Nombre de protons = Z
 Nombre de Masse:
A = Nombre de protons + Nombre de neutrons
remarque: Quelle relation entre A et Z, peut nous donner le nombre de neutrons de l'atome?
A - Z = Nombre de neutrons
Définition: Un élément chimique est la partie commune à un corps simple et à tous les corps qu'il peut
former.
Exemple: H2 H2O CH4 élément simple H
 Symbole de l'atome:
Nbre de masse=A Numéro atomique= Z X symbole
de l'élément
Le symbole de l'élément commence toujours par la première lettre de son nom suivi de la deuxième
lettre en minuscule lorsque 2 éléments ont une première lettre identique (H et He)

A l'exception de N pour l'azote qui se dit « nitrogen » en anglais. L'azote a été ainsi nommé par
Lavoisier à partir des mots grecs a, privatif et zoos, la vie. Les composés de l'azote étaient connus et
utilisés dès l'Antiquité. La première description enregistrée d'un composé d'azote est due à l'historien
grec Hérodote, qui parla au Vè siècle av. J.-C. des 'Ammoniens' qui habitaient les collines de Libye,
où existaient de grands blocs d''ammoniacon' (chlorure d'ammonium), et qui se livraient au culte du
dieu Ammun. Le mot ammoniac a donc pour origine celui du dieu égyptien. Exception aussi de Na
pour le sodium qui vient de l'anglais « soda », son nom vient du latin « Natrium » qui a pour origine le
mot égyptien« natron » pour carbonate de sodium
Exemples: 14 6C 16 8O
b) les ions:
Définition: C'est un atome qui a gagné ou perdu des électrons sans que son noyau ait été modifié.
Un atome ayant gagné des charges négatives (donc des électrons) est un anion.
Un atome ayant perdu des charges négatives ( il a donc un excédent de charges positives)
est un cation.
Représentation: On représente un ion en indiquant la différence de charges entre les électrons et les
protons en haut à droite du symbole de l'atome correspondant.
Exemple: 57 26Fe3+ A=57 Z=26 57-26=31 neutrons
Remarque: Les isotopes sont des atomes ayant même nombre de protons (Z identique) mais un
nombre de masse différent (A#)
ex: Uranium 238 (Z=92, A=238) et Uranium 235 (Z=92, A=235) utilisé dans les centrales nucléaires
II La Classification Périodique:
Pendant le moyen âge, on ne considérait que 4 éléments: l'eau, la terre, l'air et le feu. En 1700, seuls
12 corps avaient été trouvés: antimoine, argent, arsenic, carbone, cuivre, étain, fer, mercure,
phosphore, or, plomb et souffre. L'étude des propriétés chimiques permit de trouver des propriétés
communes. La définition d'un système de masse permis de donner un critère de classement
quantitatif et de classer ces éléments qui étaient alors au nombre de 63 en 1860. 9ans plus tard,
Dimitri Mendeleïev eut l'idée de classer ces éléments par ordre de masse atomique croissante. Il
définit ainsi des périodes permettant de regrouper dans une même colonne, les éléments ayant des
propriétés chimiques voisines.

C'est en 1945, qu'un chimiste américain proposa la classification telle que nous la connaissons
aujourd'hui avec plus d'une centaine d'éléments.
Dans la classification périodique:
 les éléments sont classés par numéro atomique croissant
 une colonne est constituée d'éléments dont les atomes ont le même nombre
d'électrons sur leur couche externe.
 Une ligne est constituée d'éléments dont les atomes ont le même niveau d'énergie
occupé.
Expérience: Sodium, Calcium dans l'eau
 Niveau d'énergie des électrons:
Un noyau de numéro atomique Z, est entouré de Z électrons (sauf pour un ion).
Plus l'électron qui gravite autour du noyau est proche de ce noyau, plus il faut de l'énergie pour
l'arracher à l'atome (comme 2 aimants qui s'attirent).
Ainsi, les électrons d'un atome se répartissent dans des niveaux d'énergie en couches
électroniques. Ces couches ont pour symbole les lettres K,L,M...la couche K correspond aux électrons
les plus liés au noyau.
Les électrons occupent d'abord la couche K, puis quand elle est saturée (à 2 électrons), ils
occupent la couche L (saturée à 8 électrons), puis M etc. .
La première ligne de la classification correspond au remplissage de la couche K qui
est complète à 2 électrons.
La deuxième ligne de la C.P. Correspond au remplissage de la couche L qui est
complète à 8 électrons.
La troisième ligne de la C.P. Correspond au remplissage de la couche M qui est
complète à 8 électrons.
etc..
 Règle de l'Octet:
Au cours d'une réaction chimique, les atomes réagissent pour acquérir une structure
électronique plus stable: celle du gaz noble (rare) le plus proche dans la C.P., en raison de sa
couche externe saturée à 8 électrons.
Exemple: Na l'atome de sodium a tendance à perdre un électron pour saturer sa couche externe à 8
électrons et pour acquérir la structure électronique du Néon et devenir le cation Na+

Dans la classification périodique on distingue 8 familles: les alcalins, les alcalino terreux, les métaux,
les non métaux, les halogènes, les gaz rares, les lanthanides et les actinides.