L'assomoir

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Composition de l’atome
Un atome, ou encore élément chimique, est composé de 3 particules élémentaires. Le noyau est formé de neutrons et de protons. Autour du noyau "gravitent" les électrons. L'ensemble des électrons s'appelle le "nuage électronique".
Particules Symbole Charge q (Coulomb) électron proton neutron Masse m (kg) me = 9,109x10-31 mp = 1,673x10
-27

Symbolisation d'un élémentchimique

A Z

X

X : symbole de l'élément chimique A : nombre de masses nombre de particules du noyau Z : numéro atomique nombre de protons

ep n

qe = -e = -1,602x10-19 qp = e = 1,602x10-19 qn=0

Caractéristiques
un atome est électriquement neutre. Il possède donc le même nombre de protons que d'électrons. Un élément chimique est défini par son numéro atomique Z Un proton ou un neutronest environ 2000 fois plus lourd qu'un électron. C'est pourquoi toute la masse d'un atome est concentré en son noyau.
Exemple Numéro atomique Z=13 Nombre de masses A=27 Nombre de protons = Z = 13 Nombre de neutrons = A-Z = 14 Nombre d'électrons = Z = 13

mn =1,675x10-27

Remarques: • le coulomb (C) est l'unité de charge électrique • e est le symbole de la charge électrique élémentaire e =1,602x10-19 C • le proton et le neutron sont appelés des nucléons.

Isotopes
Les atomes qui ont le même nombre atomique Z mais des nombres de masses différents sont des isotopes.
Exemples Élément Isotopes
% dans le mélange naturel 1 1

27 13

Al

Hydrogène H
2 H 1
deutérieum (eau lourde)

Carbone H*
12 C 6 13 C 6 14 * C 6

Structure électronique
La structure électronique décrit lasituation de chaque électron d'un élément chimique. Les électrons d'un atome sont répartis en couches, nommées dans l'ordre K, L, M, N, … ou numérotées n = 1, 2, 3, …. Chaque couche peut contenir au maximum 2n2 électrons. Une couche se divise en sous-couches nommées s, p, d, f, … Couches K 1 Souss couches
Nombre maximum d'électrons par couche et sous-couche
Couches Sous-couches nom Nb eNb totald'e-

3 1

tritium, carbone 12 carbone 14 hydrogène 3 carbone 13

99,98 0,02 artificiel 99,29 0,71 0,005

* élément radioactif

Ions monoatomiques
Un atome qui perd ou gagne un ou plusieurs électrons n'est plus neutre mais chargé. C'est un ion monoatomique
Exemples Na+ ; Al3+ ; F- ; O2OH- n'est pas un ion monoatomique

L 2 s p

M 3 s p d

N 4 s p d f

O 5 s p d f

Exemples Al: aluminium Z=13, ce qui fait 13 électrons. La structure électronique de l'aluminium est : (K)2 (L)8 (M)3 Fe : fer, Z=26, ce qui fait 26 électrons. Fe : (K)2 (L)8 (M)14 (N)2 la couche N contient déjà des électrons car il faut remplir la sous-couche 4s avant la sous-couche 3d. O2- : ion oxygène, Z=8 (8 protons), ce qui fait 8+2=10 électrons. O2- : (K)2 (L)8

K L M N

s2 s2 p6 s2 p6 d10 s2 p6d10 f14

2 8 18

Ordre de ramplissage des électrons sur les couches et les souscouches Remarque la dernière couche ou souscouche d'un élément chimique n'est pas nécessairement pleine. Tout dépend du nombre d'électrons qu'il possède.

32

Chimie
©Claude Divoux, 1999

Structure de l’atome
planche 1/3

Notion de stabilité d’un atome
Un atome va toujours configurer sa structureélectronique de telle sorte qu’il soit le plus stable possible. Les atomes les plus stables sont les gaz rares dans le groupe 18 du tableau périodique. Il est presque impossible de les faire réagir.

Electrons de valence
Les électrons de la couche la plus externe sont appelés électrons de valence ou électrons périphériques. Ce sont eux qui vont permettre les liaisons entre les différents atomes d’unemolécule.

Structure électronique des gaz rares
He: hélium, Z=2, (K)
2

Règle de l’octet
Lors des réactions chimiques, les atomes perdent ou gagnent des électrons afin d’acquérir la structure électronique du gaz rare la plus proche dans le tableau périodique, soit huit électrons périphériques (un octet).
pour atteindre cette structure électronique stable, un atome a deux possibilités: -...
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