Un atome est une entité chimique constitué d’un noyau et d’un cortège électronique.
Les électrons sont en mouvement autour du noyau et possèdent une charge négative.
Le noyau est constitué de nucléons qui sont soit :
- des protons chargés positivement
- des neutrons électriquement neutre
La charge d’un proton est appelée charge élémentaire, elle est notée e et vaut 1,60 x 10 – 19 C.
La charge d’un électron est de – e.
Les atomes sont électriquement neutres : ils possèdent autant de protons que d’électrons.
Les atomes peuvent se lier entre eux en mettant en commun des électrons, ils forment alors des molécules.
Un atome de carbone possède 12 nucléons et 6 protons.
Données : m nucléons = 1,67 x 10– 27 kg; m électron = 9,11 x 10 – 31 kg
1) Combien de neutrons possède l’atome de carbone ?
12 – 6 = 6
L’atome de carbone possède 6 neutrons.
2) Combien d’électrons possède l’atome de carbone ?
L’atome de carbone possède autant d’électrons que de protons, donc il a 6 électrons.
3) Calculer la masse du noyau de cet atome.
m noyau = 6 x m nucléons = 12 x 1,67 x 10 – 27 = 2,00 x 10– 26 kg
La masse du noyau de cet atome est de 2,00 x 10– 26 kg.
4) Calculer la masse du cortège électronique de cet atome.
m cortège = 6 x m électron = 6 x 9,11 x 10– 31 = 5,47 x 10 – 30 kg
la masse du cortège électronique de cet atome est de 5,47 x 10 – 30 kg.
5) Calculer la masse de cet atome.
m atome = m noyau + m cortège = 2,00 x 10 – 26 + 5,47x 10 – 30 = 2,00 x 10 – 26 kg
la masse de cet atome est de 2,00 x 10– 26 kg.
6) Que peut-on dire de la masse d’un atome ?
La masse d’un atome est égale à la masse de son noyau.
L’ ordre de grandeur de la taille d’un atome est de 10 – 10 m, Le noyau est 105 fois plus petit qu’un atome.
Donc la matière est essentiellement constituée de vide.
La masse d’un atome est la masse de son noyau et de ses électrons , or la masse d’un nucléon est environ 2000 plus grande que celle d’un électron, donc on négligera la masse des électrons.
Pour représenter un atome on utilise le système suivant :
Où :
A est le nombre de masse, c’est à dire le nombre de nucléons
Z est le numéro atomique, c’est à dire le nombre de protons
X est le symbole de l’élément
Pour obtenir le nombre de neutrons on fait l’opération suivante : A – Z.
Exemples :
L'atome de cuivre possède : 63 nucléons (dont 29 protons et 34 protons) et 29 électrons.
L'atome d'aluminium possède : 27 nucléons (dont 13 protons et 14 protons) et 13 électrons.
L’ensemble des électrons d’un atome est appelé cortège électronique.
Les électrons sont ordonnés autour du noyau en couche et sous couche réparties comme dans le tableau pour les atomes avec Z ≤ 18.
On commence toujours par remplir la première sous couche, puis la deuxième, etc …
On passe à la sous couche suivante uniquement quand la précédente est remplie.
La dernière couche est appelée couche de valence et les électrons de cette couche sont les électrons de valence.
Le nombre de proton détermine l’élément : si le nombre de proton change on change d’élément.
Dans le tableau périodique les éléments sont rangés par numéro atomique croissant.
Chaque période (ligne) correspond à une couche électronique.
Tous les éléments d’une même colonne ont le même nombre d’électron de valence et donc des propriétés chimiques semblables : ils forment une famille.
La première colonne est celle des alcalins, la 17 éme celle des halogènes et la 18 éme colonne est celle des gaz nobles.
Le tableau périodique est divisé en bloc, la dernière sous couche d’une configuration électronique indique le bloc d’un élément.
L'atome de silicium est représenté par : 
Données :
m nucléon = 1,67 x 10 – 27 kg; Q proton = e = 1,60 x 10– 19 C
1) Donner la composition du noyau.
14 protons et (28 – 14) 14 neutrons.
2) Quel est le nombre d’électron ?
Le nombre d’électrons est égale au nombre de protons soit 14.
3) Quelle est la masse de l’atome de silicium ?
La masse de l’atome est celle de son noyau d’où : 28 x 1,67 x 10– 27 = 4,68 x 10 – 26 kg
4) Quelle est la charge du noyau ?
Les protons sont responsables de la charge du noyau d’où : 14 x 1,60 x 10 – 19 = 2,24 x 10– 18 C
5) Donner la configuration électronique du silicium.
1 s2 2 s2 2 p6 3 s 2 3 p2
6) Quel est le nombre d’électrons de valence ?
Les électrons de valence se trouve sur la dernière couche donc il y en a 4.
7) Dans quel bloc se trouve cet élément ?
Dans le bloc p car la dernière sous couche est une p.
8) Quel est la position de cet élément dans la classification périodique ?
On rempli la troisième donc 3 ème période.
4 électrons de valence donc 14 ème colonne.
QCM d'entraînement
lien vers le manuel
Exercices :
QCM p 58
10, 12, 17,20 p59
24 p 60
33 p 63