Fiche de révision : Atomes, ions et molécules

📋 Plan du Cours

1. Structure et neutralité de l’atome
2. Symboles et écriture nucléaire
3. Isotopes et couches électroniques
4. Configuration et électrons de valence
5. Ions et stabilité électronique
6. Liaisons et modèles de Lewis
7. Formules et représentation moléculaire
8. Alcanes et nomenclature

📖 1. Structure et neutralité de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Corps qui compose tout ce qui est autour de nous et comprend un noyau entouré d’électrons.
• Noyau atomique : Composé de protons chargés positivement et de neutrons électriquement neutres.

📝 Points essentiels

• Les électrons chargés négativement gravitent autour du noyau et forment le cortège électronique.

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

💡 Astuce mémo

Noyau positif au centre, cortège électronique négatif autour.

📖 2. Symboles et écriture nucléaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Numéro atomique : Nombre de protons du noyau.
• Nombre de masse : Nombre total de nucléons, c’est-à-dire la somme des protons et des neutrons.

★ À maîtriser

• Dans un atome, le nombre de protons vaut $Z$, le nombre d’électrons vaut $Z$ et le nombre de neutrons vaut $A-Z$.

Compléments

• Dans l’écriture $^{195}_{78}\mathrm{Pt}$, Z vaut 78 et le noyau contient 78 protons et 117 neutrons.

💡 Astuce mémo

A = nucléons, Z = protons.

📖 3. Isotopes et couches électroniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotopes : Atomes qui possèdent le même nombre de protons et d’électrons, mais un nombre différent de neutrons.

★ À maîtriser

• Les couches électroniques sont organisées autour du noyau et sont assimilées à des orbites.

• La capacité maximale indiquée est:

  • 2 électrons pour K
  • 8 pour L
  • 18 pour M
  • 32 pour N
  • 50 pour O
  • 72 pour P

Compléments

• La nature de l’atome reste la même entre isotopes, mais leurs propriétés et leur poids changent.

💡 Astuce mémo

Isotopes : même protons, neutrons différents.

📖 4. Configuration et électrons de valence

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrons de valence : Électrons situés sur la dernière couche électronique.

★ À maîtriser

• 🔄 Pour établir une configuration électronique:
  1. remplir les couches les unes après les autres
  2. associer les électrons par paires
  3. appeler ces paires des doublets

Compléments

• Chaque couche électronique peut être divisée en sous-couches appelées s, p, d et f, qui contiennent un nombre limité d’électrons.

• La configuration électronique de l’oxygène, qui possède 8 électrons, est 1s² 2s² 2p⁴.

💡 Astuce mémo

Les couches se remplissent de K vers L, puis M.

📖 5. Ions et stabilité électronique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion : Atome dont le nombre d’électrons a été modifié par une perte ou un gain, ce qui change sa charge électrique.

★ À maîtriser

📌 Un cation est un ion positif formé par une perte d’électrons, tandis qu’un anion est un ion négatif formé par un gain d’électrons.

• Le sodium perd un électron et devient Na⁺, tandis que le chlore gagne un électron et devient Cl⁻.

Compléments

• Le cuivre II forme Cu²⁺ après avoir perdu 2 électrons, le fer II forme Fe²⁺ après en avoir perdu 2 et le fer III forme Fe³⁺ après en avoir perdu 3.

💡 Astuce mémo

Perte ou gain d’électrons → modification de la charge.

📖 6. Liaisons et modèles de Lewis

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule : Assemblage électriquement neutre d’atomes liés entre eux par des liaisons covalentes.
• Liaison covalente : Mise en commun par deux atomes de deux électrons célibataires et peut être simple, double ou triple.
• Modèle de Lewis : Le modèle de Lewis représente un atome par son symbole et fait figurer autour de lui les électrons de sa couche externe.

📝 Points essentiels

• Quand la couche de valence contient de 5 à 8 électrons, ceux-ci sont représentés par paires appelées doublets non liants.

💡 Astuce mémo

Doublets non liants autour de l’atome, doublets liants entre atomes.

📖 7. Formules et représentation moléculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Formule brute : Renseigne sur la nature et le nombre des atomes constituant une molécule.

★ À maîtriser

📌 La formule développée représente les liaisons entre tous les atomes, tandis que la formule semi-développée regroupe certains atomes d’hydrogène avec leur carbone.

Compléments

• L’eau a pour formule brute H₂O et pour formule développée H–O–H, tandis que le dioxyde de carbone a pour formules CO₂ et O=C=O.

• Les formules brutes indiquées sont:

  • C₂H₄O₂ pour l’acide acétique
  • C₂H₆O pour l’éthanol
  • C₆H₁₂O₆ pour le glucose

📖 8. Alcanes et nomenclature

🔑 Notions clés & Définitions

• Alcane : Hydrocarbure saturé formé uniquement de carbone et d’hydrogène, sans liaison multiple.

★ À maîtriser

• Les alcanes se distinguent ainsi: un alcane linéaire ne comporte pas de ramifications, un alcane ramifié possède des branches, un alcane cyclique possède au moins un cycle fermé

• Selon le cours, la formule brute d’un alcane linéaire ou ramifié est $C_nH_{2n+1}$ et celle d’un alcane cyclique est $C_nH_{2n}$.

• 🔄 Pour nommer un alcane ramifié: choisir la plus grande chaîne carbonée possible, nommer la chaîne principale, numéroter la ramification avec le plus petit numéro possible, compter le nombre de carbones de la ramification, indiquer le numéro et le nombre de carbones de la ramification

Compléments

• Les alcanes linéaires de 1 à 5 carbones sont:
  • le méthane CH₄
  • l’éthane C₂H₆
  • le propane C₃H₈
  • le butane C₄H₁₀
  • le pentane C₅H₁₂

💡 Astuce mémo

Chaîne principale → numérotation → ramification → nom.

📊 Tableaux de synthèse

Particules de l’atome