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Titre, structure de la matière.

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ATOMES & ÉLÉMENTS CHIMIQUES

Comme nous l'avons vu sur la page structure de la matière, l'atome est un assemblage de trois sortes de particules :

  • Les protons qui ont une charge électrique positive.

  • Les neutrons qui n'ont pas de charge électrique. 

  • Les électrons dont la charge électrique est négative et égale en valeur absolue à celle des protons. Il y a autant d'électrons que de protons dans son noyau c'est pourquoi un atome est électriquement neutre.

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Protons et neutrons forment le noyau, les électrons gravitent autour du noyau à des vitesses prodigieuses d'environ 7.1015 (sept millions de milliards) de révolutions par seconde. Cet ensemble de neutrons en orbite autour du noyau forme ce que l'on appelle le nuage électronique.

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Définitions importante à retenir :

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Ion : atome ou molécule ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons, on distingue donc deux types d'ions :

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  • Anion  : atome ou molécule ayant gagné un ou plusieurs électrons, la charge est alors négative.

  • Cation : atome ou molécule ayant perdu un ou plusieurs électrons, la charge est alors positive.

 

Structure de 2 atomes, hydrogène et oxygène

La structure de 2 atomes, hydrogène et oxygène.

Les neutrons et les protons ont des masses pratiquement identiques, les électrons ayant une masse 2 000 fois moindre que les protons et les neutrons, la somme des protons et neutrons "nombre de masse" d'un noyau est donc sensiblement égale au "poids atomique".

Titre, la taille d'un atome...
Dimention d'un atome dont le noyau ferait 1 cm.
Tableau des rayons en angstoëm des éléments chimiques naturels

Les atomes sont très petits mais leurs noyaux sont encore infiniment plus petits, l'atome est environ 10 000 fois plus gros que son noyau où se trouve pratiquement toute sa masse.

Diamètre d'un atome moyen

 1,5 angström = 0,15 nanomètre = 15^-10 mètre

Le plus petit et le plus grand :

  • 0,53           Hydrogène H 

  • 2, 98          Césium Cs

Rayon en angström des éléments chimiques naturels

Un exemple comparatif...

Schéma comparatif des ions des silicates

NOMBRE DE MASSE ET NUMÉRO ATOMIQUE

Le nombre de masse représente la masse de l'atome qui est fonction de la quantité de nucléons (neutrons et protons). La masse est concentrée dans le noyau de l'atome.

 

Le numéro atomique représente la quantité d'électrons qui gravitent autour du noyau. C'est la quantité, et la répartition des couches d'orbitales qui déterminent les propriétés électriques d’un l'atome, capacité de libérer ou recevoir des électrons dans la couche périphérique.

Le numéro atomique Z définit la quantité de charges électroniques dans un atome :

  • Z charges négatives des électrons

  • Z charges positives des protons.

Une même quantité de protons et d’électron équilibre un atome on dit qu’il est neutre.

Si un atome perd des électrons, il devient un cation, un  ion positif

Si un atome reçoit des électrons, il devient un anion, un  ion négatif

ISOTOPES

L'isotope est une variété d'un élément chimique qui comporte plus ou moins de neutrons que l'élément type. Comme il contient la même quantité de protons et d'électrons il est électriquement neutre.

Les isotopes ont les mêmes propriétés chimiques, ils n'ont pas les mêmes propriétés physiques.

 

Exemples : hydrogène 1 proton 0 neutron, deutérium 1 proton et 1 neutron, tritium 1 proton et 3 neutrons.

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