Constitution d`un atome

Chimie
Univers 4
Constitution d’un atome
Prérequis du collège :
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- Constitution d’un atome : noyau positif entouré d’électrons négatifs (le tout étant électriquement neutre)
- Ion : atome (ou groupement d’atomes) ayant gagné(s) ou perdu(s) un ou plusieurs électrons :
Lors d’un gain d’électron(s), il se forme un anion (chargé négativement) dans le cas contraire, lors d’une
perte d’électron(s) il se forme un cation (chargé positivement).
I – Représentation symbolique :
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Un atome est représenté par le symbole de son élément chimique : initiale du nom écrite en
majuscule suivie parfois d’une seconde lettre écrite en minuscule.
Exemples : carbone C, aluminium Al, argent Ag, hydrogène H, hélium He
Remarque : il existe 8 exceptions : azote N (nitrogenium), sodium Na (natrium), potassium K (kalium), étain
Sn (stannum) , antimoine Sb (stibium), tungstène W (wolframum), or Au (aurum) et mercure Hg (hydrargyrum).
A ce symbole sont associés deux nombres : ZA X
A : le nombre de masse (nombre de nucléons)
Z : le numéro atomique ou nombre de charge (nombre de protons)
(avec X symbole de l’élément)
Exemple : 146 C
C : symbole de l’élément carbone
A = 14 soit 14 nucléons (neutrons + protons)
Z = 6 soit 6 protons (et donc 6 électrons pour un atome, car électriquement neutre)
N = A– Z = 14 – 6 = 8 soit 8 neutrons
Remarques :
- un élément est défini par son numéro atomique. Un atome de carbone est constitué
forcément de 6 protons, et un élément qui possède 6 protons ne peut être que l’élément carbone.
- Des atomes et/ou ions qui ont le même numéro atomique (même Z) mais un nombre de
masse différent (A différents) sont qualifiés d’isotopes. (ils diffèrent seulement par leur nombre de neutrons).
- Lors d’une réaction chimique, il y a un réarrangement des atomes (formation et/ou rupture
de liaisons) sans modification des noyaux, d’où la conservation de la matière (conservation de la
masse) et des charges (Lavoisier).
II – Les constantes d’un atome :
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Les protons sont tous identiques entre eux, qu’ils appartiennent ou non au même élément. Il en est
de même pour les neutrons et les électrons.
La charge élémentaire est la plus petite charge électrique existante. Elle se note « e ».
Le proton porte une charge élémentaire positive tandis que l’électron en porte une négative. Dans un
atome il y a autant de protons que d’électrons (donc autant de charges élémentaires positives que de charges élémentaires
négatives). L’atome est par conséquent électriquement neutre.
Proton
Neutron
Electron


Masse (kilogramme - kg)
mp = 1,6726.10-27
mn = 1,6749.10-27
me = 9,1093.10-31
Charge (coulomb - C)
+ e = 1,602.10-19
0
– e = – 1,602.10-19
La masse d’un électron étant environ 2000 inférieure à celle d’un nucléon, on admet que la masse
d’un atome est sensiblement égale à celle de son noyau (donc à celle de ses nucléons):
m atome = A.m nucléon
avec: m nucléon = 1,674.10-27 kg
La charge Q du noyau d’un atome est égale à celle de l’ensemble de ses protons.
Q noyau = Z.e
avec : e = 1,6.10-19 C
Exemple :
m carbone14 = 14 x 1,674.10-27 = 2,24.10-26 kg.
Q carbone14 = 6 x 1,6.10-19 = 9,6.10-19 C.