Partie I : LA MATIERE Chapitre : 1. L’atome

« Partie I : LA MATIERE Chapitre : 1. L’atome 1.

Composition de l’atome 2. 3. 4. Le cortège électronique Ionisation Vers des entités plus stables Composition de l’atome - 400 : Supposition de l’existence de l’atome (atomos) en Grèce Antique. 1897 : Découverte de l’électron (Joseph John A retenir : Thomson) -10 • L’ordre de grandeur d’un atome est de 10 m 1907 : Preuve expérimentale de l’existence de -15 • L’ordre de grandeur du noyau de l’atome est de 10 m l’atome (Jean Perrin) Considérons ci-dessous le modèle 1911 : Preuve expérimentale de l’existence du de Bohr d’un atome de lithium 7 de noyau (Ernest Rutherford) Exercice 1 : symbole : . 1919 : Découverte du proton (Ernest Rutherford) Sachant que les neutrons ont une charge électrique nulle, par quel motif sont-ils 1932 : Découverte du neutron (James Chadwick) 1.1.

Ecriture conventionnelle représentés sur ce schéma ? Sachant que les électrons ont une charge négative, quelles sont les particules présentes dans le noyau ? Quel nom leur donne-t-on ? Rechercher, à l'aide du modèle de Bohr de l'atome, à quoi peut bien correspondre chaque chiffre présent dans le symbole de l'atome. Quelle est la charge totale de cet atome ? Pourquoi ? Que peut-on alors dire des atomes sachant qu'ils sont tous électriquement neutres ? Comparer la taille de l'atome à celle de son noyau.

Que trouve-t-on essentiellement dans l’atome ? 10 -15 m 10 -10 A retenir : m La notation d'un atome doit permettre de retrouver le nombre de particules de chaque type qui le composent. On utilise l’écriture conventionnelle suivante : A Z X nombre de masse A indique le nombre ..................................................... symbole chimique Z indique le nombre ..................................................... numéro atomique X indique le .....................................................

.................................................... 1.2.

Les particules subatomiques Tous les atomes sont faits à partir de 3 particules : les protons, les neutrons et les électrons. Les principales physiques de ces données ci-contre : caractéristiques particules sont Particule Proton Neutron Electron Masse m (kg) mp = 1,673 × 10 Charge électrique q (coulomb) –27 mn = 1,675 × 10 –27 me- = 9,1 × 10 –31 qp = + 1,602 × 10 –19 C qn = 0 C qe- = – 1,602 × 10 –19 C Exercice 2 : Que peut-on dire de la masse du proton et de celle du neutron ? Comparer la masse d’un nucléon à celle de l’électron. En physique, la charge élémentaire notée e est une charge électrique de valeur 1,602 × 10 –19 C.

Déterminer la charge électrique des trois particules du tableau en fonction de e. Pourquoi un atome doit-il, pour être neutre, avoir autant de protons dans son noyau que d'électrons autour ? On considère un atome de carbone C possédant 14 nucléons et 6 électrons.

Déterminer le nombre de protons et de neutrons qu’il contient et en déduire son écriture conventionnelle. Calculer la masse de cet atome de carbone. 1.3.

Les différents atomes d’un même élément chimique On considère les 4 atomes ci-contre : atome 1 1/5 I - Ch.

1 atome 2 atome 3 atome 4 Partie Elément chimique Exercice 3 : A l'aide de la classification réduite et des modèles de Bohr donnés ci-dessus, compléter le tableau ci-contre. Nombre de protons Nombre de neutrons Nombre de nucléons atome 1 A quelle condition deux atomes différents font-ils partie du même élément chimique ? atome 2 Donner l’écriture conventionnelle des deux atomes faisant partie du même élément chimique. atome 3 Expliquer pourquoi ces atomes n'existent pas :; atome 4 A retenir : Deux atomes sont dits ISOTOPES s’ils ont le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent. Exercice 4 : Compléter le tableau suivant : Notation de l’atomeNombre de protonsNombre de neutronsNombre de nucléonsNombre d’électrons 5830163056 2. Le cortège électronique Les électrons présents autour du noyau d’un atome se rangent dans des couches appelées couches électroniques. couche 1 H B e M g C a Li N a K 1s2 2s2 couche 2 2p6 B C N O F 3s2 couche 3 3p6 A l S i P S C l S c T i V C r M n H e N e A r 1s Noyau 2s 2p 3s 3p … A retenir : • La dernière couche électronique est appelée couche de valence. • Les électrons de valence sont ceux présents sur la couche de valence. Exemple : L’atome d’azote est l’élément 7 du tableau.

Il contient donc 7 protons dans son noyau et 7 électrons dans son cortège électronique. • Sa structure électronique est donc : 1s2 2s2 2p3 (2 + 2 + 3 = 7) • La couche de valence de cet atome est la couche n = 2 • Cet atome possède 5 électrons de valence (2s2 2p3) 3. Ionisation Un atome est électriquement neutre et possède donc autant de protons dans son noyau que d’électrons autour. Exercice 5 : Déterminer la structure électronique des atomes de carbone, fluor, lithium et argon. Retrouver le nom de l’atome possédant 3 électrons sur sa couche de valence n = 3 Combien d’électrons de valence possède l’oxygène ? Quel est l’atome possédant la structure électronique 1s2 2p2 2p6 3s2 3p2 ? Donner la structure électronique d’un atome possédant 11 électrons.

De quel atome s’agit-il ? Avant Après réaction chimique Néanmoins, durant certains processus, l’atome peut être amené à perdre ou à gagner des électrons.

Il deviendra alors chargé et sera renommé ion. 2/5 I - Ch.

1 Partie Exercice 6 : Transformation du lithium Qu’est-il arrivé à l’atome sur le schéma ci-dessus ? Quelle est à présent la charge de l’ion obtenu ? Justifier. Qu’aurait-il fallu faire à l’atome de départ pour obtenir l’ion Li 2+ ? Est-il possible de fabriquer l’ion Li 4+ ? Justifier. Que doit-il se passer lors de la réaction chimique pour.... »