Fiche de révision : Atome, noyau et électrons

📋 Plan du Cours

1. Évolution des modèles atomiques
2. Constitution et notation du noyau
3. Organisation du cortège électronique
4. Dimensions masse et charge
5. Construction du tableau périodique
6. Familles et gaz nobles

📅 Repères chronologiques

1. 1789Dans son « Traité élémentaire de chimie », Lavoisier donne la première définition claire d’un élément chimique comme une substance que l’analyse ne peut décomposer par aucun moyen.
2. 1897Thomson découvre l’électron, puis propose le modèle du plum pudding en 1904.
3. 1909Rutherford découvre le noyau et propose le modèle planétaire en 1911.

📖 1. Évolution des modèles atomiques

📝 Points essentiels

• Bohr introduit la notion d’orbites électroniques et le modèle orbital en 1913.

• Les découvertes du proton par Rutherford en 1919 et du neutron par Chadwick en 1932 complètent l’identification des constituants de l’atome.

💡 Astuce mémo

Électron → noyau → orbites → proton → onde → neutron

📖 2. Constitution et notation du noyau

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Sphère essentiellement vide, constituée d’un noyau formé de nucléons et d’électrons autour du noyau.
• Nucléon : Particule du noyau qui peut être un proton chargé positivement ou un neutron électriquement neutre.

📝 Points essentiels

• Le numéro atomique $Z$ est égal au nombre de protons du noyau.

• Le nombre de masse $A$ est égal au nombre total de nucléons, soit la somme des protons et des neutrons.

📐 Formule — Le nombre de neutrons vérifie $N=A-Z$.

💡 Astuce mémo

Z compte les protons, A compte tous les nucléons

📖 3. Organisation du cortège électronique

🔑 Notions clés & Définitions

• Cortège électronique : Ensemble des électrons d’un atome.
• Couche de valence : Dernière couche électronique occupée par un atome.
• Configuration électronique : Répartition des électrons dans les sous-couches, dans l’état fondamental et selon l’ordre de remplissage.

★ À maîtriser

• L’aluminium possède Z=13 et A=27, donc 13 protons, 13 électrons et 14 neutrons, avec la configuration électronique 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ et 3 électrons de valence.

Compléments

• Les sous-couches s, p et d peuvent contenir respectivement 2, 6 et 10 électrons.

💡 Astuce mémo

Remplissage des couches → électrons de valence → propriétés chimiques

📖 4. Dimensions masse et charge

★ À maîtriser

• Le diamètre d’un atome est de l’ordre de $10^{-10}\ \mathrm{m}$, soit environ 1 angström, tandis que celui du noyau est de l’ordre de $10^{-15}\ \mathrm{m}$, soit environ 1 fermi.

📐 Formule — La masse d’un atome est approximativement égale à la masse de ses nucléons : $m_{atome}\approx A\,m_{nucléon}$.

📐 Formule — La charge élémentaire vaut environ $e=1{,}602\times10^{-19}\ \mathrm{C}$, la charge d’un électron est $q(e^-)=-e$ et la charge totale d’un atome neutre est $Q=0\ \mathrm{C}$.

Compléments

• La masse d’un électron est environ 1836 fois plus faible que celle d’un proton ou d’un neutron.

💡 Astuce mémo

Atome lacunaire à 10⁻¹⁰ m, noyau compact à 10⁻¹⁵ m

📖 5. Construction du tableau périodique

★ À maîtriser

• Le tableau périodique actuel comporte 18 colonnes et 7 lignes, appelées respectivement groupes et périodes.

📌 Les éléments sont rangés dans les périodes par numéro atomique croissant, et la lecture de gauche à droite correspond au remplissage progressif d’une couche électronique.

Compléments

📌 Les atomes d’une même période possèdent les mêmes couches électroniques occupées.

💡 Astuce mémo

Périodes : numéro atomique croissant et remplissage des couches

📖 6. Familles et gaz nobles

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz nobles : Les gaz nobles sont l’hélium, le néon, l’argon, le krypton, le xénon et le radon.

★ À maîtriser

📌 Les atomes d’une même colonne ont le même nombre d’électrons périphériques et appartiennent donc à la même famille chimique.

📌 Les gaz nobles sont chimiquement stables ou inertes parce que leur couche externe est saturée.

Compléments

• Les gaz nobles ne participent pas aux réactions chimiques et se trouvent sous forme d’atomes isolés dans la nature.

💡 Astuce mémo

Couche externe saturée → stabilité chimique des gaz nobles

📊 Tableaux de synthèse

Grandeurs du noyau