L`élément chimique et la structure électronique de l`atome.

Cours Seconde Ecole Jeannine Manuel
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L'élément chimique et la structure électronique de l’atome.
I. L’élément chimique
1. Définition.
On donne le nom d'élément chimique à l'ensemble des particules, qu'il s'agisse d'atomes ou d'ions,
caractérisées par le même nombre Z de protons présents dans leur noyau.
2. Symboles des éléments.
Nous connaissons à ce jour 116 éléments. Certains de ces éléments sont naturels d'autres sont artificiels. En
particulier les éléments au-delà de l'uranium (Z>92) sont artificiels.
Chaque élément est représenté par un symbole composé d'une lettre majuscule (ex: élément iode I) ou d'une
majuscule suivi d'une minuscule (ex: élément magnésium Mg).
Voici une première liste des éléments les plus fréquemment rencontrés en chimie à notre niveau:
Nom Z Symbole Nom Z Symbole
Hydrogène 1 H Soufre 16 S
Carbone 6 C Chlore 17 Cl
Azote 7 N Fer 26 Fe
Oxygène 8 O Cuivre 29 Cu
Fluor 9 F Zinc 30 Zn
Sodium 11 Na Brome 35 Br
Aluminium 13 Al Argent 47 Ag
Il n'est pas nécessaire de retenir la valeur de Z correspondant à chaque élément.
3. Conservation des éléments.
Les réactions chimiques se font sans apparition ni perte d'éléments. Les éléments mis en jeu peuvent
éventuellement changer de forme, c'est-à dire q'un élément se présentant sous forme d'atome isolé peut se
transformer en ion ou se combiner (s'assembler) à d'autres atomes et vis versa.
Cette propriété des éléments est à la base de l'écriture des équations-bilans en chimie et à ce titre doit être
bien assimilée. Elle s'énonce de la façon suivante:
Il y a conservation des éléments au cours des transformations chimiques.

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II) Structure électronique de l’atome
1) les couches électroniques
Au cours de XXème siècle, les scientifiques (Bohr entre autre) ont élaboré un modèle de l’atome beaucoup
plus riche que le modèle proposé par Rutherford permettant notamment d’interpréter la formation des ions et
des molécules.
Dans ce modèle, les électrons se répartissent autour du noyau en différentes couches électroniques.
Ces couches sont désignées par des lettres : couche K, couche L, couche M, couche N, etc.
2) Nombres d’électrons par couche
Chaque couche ne peut contenir qu’un nombre défini d’électrons, réparti comme indiqué dans le tableau ci-
dessous : Couche K L M
Nombre max d’électrons de la
couche 2 8 18
Une couche est dite saturée si elle contient son nombre maximal d’électrons. Elle peut bien sur en contenir
moins ou pas du tout.
3) Structure électronique
Donner la structure électronique d’un atome c’est indiquer le nombre d’électrons sur chaque couche.
Pour connaître la répartition des électrons dans les différentes couches électroniques, on applique une règle
de remplissage :
Les électrons sont d’abord répartis sur la première couche, c'est-à-dire la couche K. Une fois qu’elle
est saturée, on remplit la couche L, et ainsi de suite jusqu’à ce que tous les électrons soient répartis.
4) Couche externe et couches internes
La dernière couche remplie est appelée la couche externe. Les autres sont appelées couches internes
III) Règles de stabilité des éléments
1) Les gaz nobles
Les gaz nobles sont une catégorie particulière d’éléments. Ils sont chimiquement inertes. On dit que les gaz
nobles sont les éléments chimiques les plus stables. Il possède une structure électronique particulière. La
couche électronique externe contient soit 2 soit 8 électrons.
2) Stabilité des autres éléments
Les autres éléments chimiques cherchent à acquérir la même structure électronique que le gaz noble de
numéro atomique le plus proche.
3) Règles du duet et de l’octet
Les éléments chimiques proches de l’hélium adoptent sa structure électronique (K)². Ils ont alors 2
électrons sur leur couche externe. C’est la règle du duet.
Les autres éléments cherchent à acquérir 8 électrons sur leur couche externe. C’est la règle de l’octet.
4) Les ions monoatomiques
L’application des règles de l’octet et du duet permettent pour les éléments chimiques dont le numéro
atomique est compris entre 2 et 30 permet de prévoir avec certitude la charge des ions monoatomiques qui
peuvent se former.