Fiche de révision : Atomes, éléments et radioactivité

📋 Plan du Cours

1. Modèle atomique et découvertes
2. Structure de l’atome
3. Éléments, ions et numéro atomique
4. Nucléides et isotopes
5. Masse atomique et quantité de matière
6. Radioactivité et désintégrations
7. Conservation dans les réactions nucléaires

📅 Repères chronologiques

1. 1897-1904Thomson découvre l’électron
2. 1908-1919Rutherford découvre le noyau atomique puis le proton
3. 1932Chadwick découvre le neutron, constituant du noyau

📖 1. Modèle atomique et découvertes

📝 Points essentiels

• Selon Dalton en 1808, toute matière est constituée d’atomes considérés comme indivisibles, et tous les atomes d’un même élément sont identiques.

• Selon Dalton, un composé chimique associe au moins deux types d’atomes différents présents en nombres entiers.

📌 Dans une réaction chimique, les atomes ne sont ni créés ni détruits, mais se recombinent.

💡 Astuce mémo

Dalton → Thomson → Rutherford → Chadwick

📖 2. Structure de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Entité électriquement neutre, essentiellement constituée de vide, dont le diamètre est de l’ordre de $10^{-10}\ \mathrm{m}$, soit environ 1 Å.
• Noyau : Région très petite, d’environ $10^{-15}\ \mathrm{m}$, chargée positivement et constituée de protons et de neutrons.

📝 Points essentiels

• Les électrons sont chargés négativement, se déplacent autour du noyau et forment le nuage électronique.

💡 Astuce mémo

Noyau positif au centre, nuage électronique négatif autour

📖 3. Éléments, ions et numéro atomique

🔑 Notions clés & Définitions

• Numéro atomique : Henry Moseley, 1913-1914 — Le numéro atomique Z est le nombre de protons contenus dans le noyau des atomes d’un élément chimique.

★ À maîtriser

• 🔄 La formation des ions suit deux possibilités: ajout d’électrons, formation d’un anion négatif, retrait d’électrons, formation d’un cation positif

Compléments

• Tous les atomes contenant 1 proton appartiennent à l’hydrogène H, de numéro atomique Z = 1, tandis que ceux contenant 8 protons appartiennent à l’oxygène O, de numéro atomique Z = 8.

• L’anion oxyde O2− est obtenu en ajoutant 2 électrons à un atome d’oxygène de numéro atomique Z = 8, tandis que le cation sodium Na+ est obtenu en retirant 1 électron à un atome de sodium de numéro atomique Z = 11.

💡 Astuce mémo

Ajouter des électrons forme un anion, en retirer forme un cation

📖 4. Nucléides et isotopes

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléide : Un nucléide est défini par un couple de valeurs correspondant au nombre de protons et au nombre de neutrons contenus dans son noyau.
• Isotopes : Nucléides appartenant au même élément chimique mais contenant des nombres différents de neutrons dans leur noyau.

📝 Points essentiels

• Un atome d’oxygène de numéro atomique Z = 8 contient nécessairement 8 protons et 8 électrons, mais peut contenir 8, 9 ou 10 neutrons.

• Les nucléides naturels de l’hydrogène comprennent le deutérium 2H, de symbole D, et le tritium 3H, de symbole T.

💡 Astuce mémo

Même élément = même nombre de protons, isotopes = neutrons différents

📖 5. Masse atomique et quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Unité de masse atomique : Aussi appelée Dalton Da, elle est égale au douzième de la masse d’un atome de carbone 12 et vaut 1,660 538 782 × 10−27 kg.
• Constante d’Avogadro : La constante d’Avogadro N_A est le nombre d’atomes présents dans 12 g de carbone 12 et vaut 6,022 141 79 × 10^23 atomes par mole.
• Masse molaire : Masse d’une mole de cette entité et s’exprime généralement en g mol−1.

📝 Points essentiels

• La masse molaire du fluor 19 est 18,99840 g mol−1 et celle de l’eau est 18,01528 g mol−1.

📖 6. Radioactivité et désintégrations

🔑 Notions clés & Définitions

• Radioactivité : Henri Becquerel, 1896 — Émission spontanée, naturelle et continue dans le temps de rayonnements par certains éléments chimiques tels que l’uranium.

📝 Points essentiels

• Le cours distingue trois types de rayonnements radioactifs.

💡 Astuce mémo

Noyau instable → émission spontanée de rayonnements

📖 7. Conservation dans les réactions nucléaires

📝 Points essentiels

📌 Au cours des désintégrations nucléaires, le nombre de masse et la charge électrique totale sont toujours conservés selon la loi de Soddy.