CHAPITRE 1 :

Chimie
L’atome
CHIMIE 2 :
I.
L’ATOME
INTRODUCTION
1 LES ORIGINES DE L'ATOME
Atome signifie étymologiquement "qu‘on ne peut pas couper" car il a
longtemps était considéré comme la plus petite des particules qui constituent la
matière. Mais les découvertes scientifique du XXème siècle ont montré que
l'atome n'était pas la plus petite partie de la matière.
2 À LA RECHERCHE DU PLUS PETIT MORCEAU DE
MATIÈRE …
Protons
(1919)
Noyau
(1919)
Matière
Molécule
Atome
Neutrons
(1932)
Électrons
(1891)
La combinaison de plusieurs atomes forme ce que l'on appel les molécules
qui forment elle même la matière. Les atomes sont eux aussi constitués de
plusieurs éléments.
II. LE MODÈLE DE L'ATOME
1 CONSTITUTION DE L'ATOME
L'atome est constitué :

D'un noyau formé de nucléons (ou nucléide). Il existe deux sortes de
nucléons : les protons et les neutrons.
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Chimie
L’atome
Électron


D'électrons qui sont en
mouvement incessant autour du
noyau. Ces électrons constituent
ce que l'on nomme le nuage
électronique de l'atome (ou
cortège électronique).
Noyau
Atomique
La plus grande partie de l’atome
est composée essentiellement de
vide.
Proton
Neutron
Vide
Nuage
Électronique
2 MASSE DE L'ATOME
On considère que la masse d'un atome est égale à la somme des masses de
ces constituants (protons, neutrons, électrons). Les neutrons et les protons ont
des masses et des dimensions quasi identiques.
Nom des particules
Symbole
Masse
Proton
P
1,673.10-27 Kg
Neutron
N
1,675.10-27 Kg
Électrons
e-
9,109.10-31 KG
La masse d'un proton est à peu près égale à la masse d'un neutron. La
masse d'un électron est environ 2000 fois plus petite que la masse d'un nucléon
(proton ou neutron). La masse de l'atome est donc essentiellement concentrée
dans son noyau.
Exercice : considérons l'atome de carbone.
Son nuage électronique est composé de 6 électrons. Son noyau est quant à
lui constitué de 6 protons et 12 neutrons
1° Calculez la masse de son nuage électronique.
mélectrons  6  9,109 .10 31
mélectrons  5,46 .10 30 kg
2° Calculez la masse de son noyau.
mnoyau  6 1,67327  12 1,67527
mélectrons  3,0138 .10 26 kg
3° Comparez ces deux masses.
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Chimie
L’atome
mnoyau
mélectrons
3,0138.1026

5,4654.1030
mnoyau
mélectrons
 5514
Le noyau est 5514 fois plus lourd que les électrons.
4° En déduire la masse de l'atome est le pourcentage que représente la
masse du noyau
matome  mélectrons  mnoyau
matome  5,4654 .10 30  3,0138 .10 26
matome  3,0143 .10 26 kg
3 ÉLECTRONEUTRALITÉ DES ATOMES
Lorsque l'on est en contact avec la matière, on ne subit pas de décharge
électrique ce qui signifie que les atomes sont électriquement neutres.
 Les électrons sont des particules négatives. Leur charge est notée
–e.
 Les protons sont des particules positives. Leur charge est notée
+e. Cette charge est exactement opposée à celle de l'électron.
 Les neutrons sont électriquement neutres. Leur charge est donc de
0
Le nombre d'électrons est égal au nombre de protons. Cela explique
l'électroneutralité des atomes. Ce n’est pas le cas pour les ions.
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Chimie
L’atome
III. COMMENT IDENTIFIER UN ATOME ?
1 SYMBOLE DE L'ATOME : X
Un atome est symbolisé par une ou deux lettres : Cu pour le Cuivre ou O
pour l'oxygène.
En règle générale les lettres sont en relation avec le nom de l'atome.
Ce n'est pas le cas pour simplement 6 éléments qui sont :
L'azote N
L'Or
Au
Le Sodium
Na
Le potassium
K
Le Tungstène
W
L'étain
Sn
2 SYMBOLE DU NOYAU :
A
Z
X
L'écriture précise la composition du noyau :

X est le symbole de l'élément

A est le nombre de masses ou nombre de nucléons

Z est le numéro atomique ou encore nombre de charge. Il
correspond au nombre de protons dans le noyau.

Il existe une relation qui lie le nombre de masse A, le nombre de
Charge Z et le Nombre de neutrons N : A = Z + N
Exemple :
12
6
C symbolise un noyau de carbone, comprenant 12 nucléons
dont 6 protons. On en déduit son nombre de neutrons : 12 – 6 = 6 neutrons.
3 MODÈLE DU NUAGE ÉLECTRONIQUE :
Dans l'atome, les électrons se répartissent en couche. La couche n°1, la
plus proche du noyau est la couche appelée K, la couche n°2 est appelée L, la
couche n°3 est appelée M, etc. La dernière couche est la couche externe (ou
couche de valence). Les autres couches sont les couches internes.
La répartition des électrons dans les couches obéit à des règles strictes
mais assez complexes. Pour Z compris entre 1 et 18, on peut retenir :

La couche n°n contient au maximum 2n2 électrons (n est aussi appelé
nombre quantique principal). Lorsque la couche est pleine on dit qu'elle
est saturée.
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Chimie
L’atome
Numéro de la couche
Nom de la couche
Nbre d'e- pour la
saturation
1
K
2
2
L
8
3
M
18
4
N
32
…

Les électrons occupent d'abord la couche n°1, puis lorsque celle-ci
est saturée. La couche n°2 et ainsi de suite.
Exemple :
Élément
Z
Nbre d'e-
Configuration électronique
Oxygène O
8
8
K2, L6
Hydrogène H
1
1
K1
Argon Ar
18
18
K2, L8, M8

Le modèle de Bohr est une représentation du nuage électronique de
l’atome sur leur couche respective autour du noyau.
Exemple de l’oxygène :
Couche K
Couche L
noyau
Application : Représenter le modèle de Bohr de l’hydrogène et de l’argon
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Chimie
L’atome
IV. DIFFÉRENTS ÉLÉMENTS CHIMIQUES
1 LES ISOTOPES
Des isotopes sont des éléments qui ont le même nombre de charge (Z) mais
des nombres de masse différents (A).
14
6
C et 126C sont des isotopes du Carbone (Z = 6) mais 146C possède 8
12
neutrons dans son noyau alors que 6 C n'en possède que 6.
2 LES IONS MONOATOMIQUES
Dans certaines circonstances certains atome gagnent ou perdent des
électrons, formant ainsi un ion monoatomique (c'est à dire formé à partir d'un
seul atome).
Cu2+ symbole de l'ion cuivre II (l'ion Cu2+ qui est aussi un cation
possède 2 électrons de moins que l'atome Cu),
Exemple :
Cl-, symbole de l'ion Chlorure (l'ion Cl- qui est un anion possède 1
électron de plus que l'atome Cl).
3 LES MOLÉCULES
Une molécule est un assemblage d’atome. Cet ensemble confère une
grande stabilité électronique aux différents atomes qui la constituent.
Exemple : CaCO3 est une molécule composé d’un atome de calcium Ca, d’un atome
de carbone C et de 3 atomes d’oxygène O.
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