Fiche de révision : Atomes, ions et molécules

📋 Plan du Cours

1. Structure et constitution de l’atome
2. Ions et solides ioniques
3. Tableau périodique et stabilité électronique
4. Molécules et familles chimiques

📖 1. Structure et constitution de l’atome

★ À maîtriser

• Un atome neutre possède autant de protons que d’électrons.

• Le noyau contient des protons chargés positivement et des neutrons neutres, tandis que les électrons chargés négativement se trouvent autour du noyau.

• Dans l’écriture symbolique d’un atome, Z est le nombre de protons et A le nombre de nucléons, c’est-à-dire la somme des protons et des neutrons.

📐 Formule - Le nombre de neutrons est donné par $N = A - Z$.

Compléments

• Pour un atome neutre, le nombre d’électrons est égal à $Z$.

• La taille d’un atome est de l’ordre de 10⁻¹⁰ m.

• La taille d’un noyau est de l’ordre de 10⁻¹⁵ m.

• La masse d’un nucléon est de l’ordre de 1,67 × 10⁻²⁷ kg.

📐 Formule - La masse approximative d’un atome est $m \approx A \times 1{,}67 \times 10^{-27}\,\text{kg}$, car la masse des électrons est négligeable.

📖 2. Ions et solides ioniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion monoatomique : Atome qui a perdu ou gagné des électrons.
• Solide ionique : Contient des cations et des anions et est globalement neutre, car la somme de ses charges est nulle.

★ À maîtriser

📌 Un cation est positif parce qu’il a perdu des électrons, tandis qu’un anion est négatif parce qu’il en a gagné.

📌 Pour écrire la formule d’un solide ionique, il faut équilibrer les charges afin que leur somme soit nulle.

Compléments

• Lors de la formation d’un ion, le nombre de protons ne change pas.

• Les exemples d’ions à connaître sont :

  • Na⁺, qui a perdu 1 électron
  • Mg²⁺, qui a perdu 2 électrons
  • Cl⁻, qui a gagné 1 électron
  • O²⁻, qui a gagné 2 électrons

• Deux ions Cl⁻ compensent la charge d’un ion Mg²⁺, ce qui donne la formule MgCl₂.

💡 Astuce mémo

Perdre des électrons donne un cation positif ; en gagner donne un anion négatif.

📖 3. Tableau périodique et stabilité électronique

★ À maîtriser

• Le numéro atomique Z donne le nombre de protons et, pour un atome neutre, le nombre d’électrons.

📌 Dans le tableau périodique, une ligne est une période et une colonne est une famille.

• La couche K peut contenir 2 électrons et la couche L peut en contenir 8.

• Les atomes tendent à obtenir une couche externe stable : un duet de 2 électrons sur la première couche ou un octet de 8 électrons sur la couche externe.

Compléments

• Les éléments d’une même colonne du tableau périodique ont des propriétés chimiques proches.

• La structure électronique de l’oxygène s’écrit K²L⁶ et celle du sodium K²L⁸M¹.

• Pour obtenir une couche externe stable, les atomes peuvent :

  • gagner des électrons
  • perdre des électrons
  • partager des électrons

• Les gaz nobles occupent la colonne 18 et sont peu réactifs.

• Les alcalins occupent la colonne 1, à l’exception de l’hydrogène, et forment souvent des ions de charge +1.

• Les alcalino-terreux occupent la colonne 2 et forment souvent des ions de charge +2.

• Les halogènes occupent la colonne 17 et forment souvent des ions de charge −1.

📖 4. Molécules et familles chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule : Assemblage électriquement neutre d’atomes liés entre eux.

★ À maîtriser

📌 Dans une formule moléculaire, l’indice indique le nombre d’atomes de l’élément qui le précède et, sans indice, il y a un seul atome.

📌 NaCl n’est pas une molécule isolée, mais un assemblage d’ions dans un réseau cristallin.

Compléments

• La formule H₂O contient 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène.

• La formule CO₂ contient 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène.

• La formule O₂ contient 2 atomes d’oxygène.

• Les éléments d’une même famille ont souvent une réactivité similaire ; les gaz nobles sont généralement peu réactifs, tandis que les alcalins et les halogènes sont réactifs.

💡 Astuce mémo

Une molécule est un assemblage neutre d’atomes ; NaCl forme un réseau d’ions.

📊 Tableaux de synthèse

Molécule et solide ionique