Rappels - Les Atomes
Le modèle de l'Atome
I - Structure de l'atome
L'atome est constitué d'un noyau autour duquel gravitent des électrons.
Il est constitué de particules élémentaires : les protons et les neutrons désignés sous le nom de nucléons.
Les protons sont chargés positivement : qp = e =+1,6.10-19 C, de masse très petite m = 1, 7.10-27 kg.
Les neutrons, particules électriquement neutres, qn = 0 C et ont une masse voisine de celle du proton donc mn = mp
- Le nombre de protons du noyau s'appelle nombre de charge ou numéro atomique et se note Z.
- Le nombre de neutrons se note N.
- Le nombre total de nucléons, noté A est tel que : A = Z + N
2. Les électrons
Un électron est beaucoup plus léger qu'un nucléon.
Sa masse est me = 9,1.10-31kg Soit mp/me = 1835
Sa charge électrique est l'opposée de celle du proton soit qe = -e = -1,6.10-19 C.
Un atome étant électriquement neutre, il possède autant de protons que d'électrons.
3. Symboles
- Un atome est symbolisé par une ou deux lettres. La première s'écrit toujours en majuscule et la deuxième en minuscule. Le symbole correspond souvent au début du nom de l'atome mais certains sont issus du nom latin comme K(kalium) symbole du potassium.
- Symbole de l'atome :
4. Masse de l'atome
La masse de l'atome est la somme de la masse de ses différents constituants :
matome = mnoyau + mélectrons
= (Z.mp + N.mn) + Z.me
Si on néglige la masse des électrons devant celle des protons alors la masse approchée de l'atome est égale à :
matome = Z.mp + N.mn = A.mnucléons
La masse de l'atome est concentrée dans son noyau.
II. STRUCTURE ELECTRONIQUE D'UN ATOME :
Au cours du XX° siècle, les scientifiques ont élaboré un modèle de l'atome plus riche que le modèle de Rutherford, permettant d'interpréter la formation des ions et des molécules.
1. Les couches électroniques
Les électrons sont en mouvement autour du noyau : on parle de « cortège électronique » du noyau.
- Les électrons d'un atome se répartissent dans des couches électroniques.
- Chaque couche est représentée par une lettre ; pour les atomes dont le numéro atomique est inférieur à 19, les couches occupées sont les couches K, L et M.
- La dernière couche occupée s'appelle la couche externe. Les électrons qui l'occupent sont appelés les électrons périphériques de l'atome.
2. Règles de remplissage
- Une couche électronique ne peut contenir qu'un nombre limité d'électrons : 2 électrons sur la couche K ; 8 électrons sur la couche L ; 18 électrons sur la couche M ;
Une couche contenant un nombre maximal d'électrons est dite saturée.
- Les électrons commencent par occuper la couche K puis la L et enfin la M. Ils ne peuvent se placer sur une nouvelle couche si la précédente n'est pas pleine.
Le résultat de la répartition des électrons se nomme la structure électronique de l'atome.
3. Représentation de la structure électronique
La structure électronique est composée des lettres correspondant aux couches K,L,M. Les lettres sont écrites entre parenthèse. On indique le nombre d'électrons qu'elles contiennent en exposant.
exemple :
structure électronique de l'atome d'oxygène qui possède 8 électrons :
(K)2 (L)6
Structure électronique de l'atome de carbone : Z = 6 :
(K)2 (L)4
III - Les isotopes
Chaque sorte d'atome est caractérisé par son nombre de proton qui lui est propre.
Par exemple, tous les atomes de carbone contiennent 6 protons dans leurs noyaux et tout atome contenant un nombre différent de protons n'est pas un atome de carbone.
Par contre il est possible que des atomes comportent des nombres de neutrons différents et dans ce cas on dit qu'il s'agit d'isotopes.
Par exemple il existe des atomes de carbones avec 6, 7 ou 8 neutrons: ce sont des isotopes du carbone.
Des isotopes ont les même propriétés chimiques mais leur stabilité peut être différente.