Fiche de révision : Constitution de l’atome

📋 Plan du Cours

1. Premiers modèles atomiques
2. Expérience de Rutherford
3. Structure et dimensions atomiques
4. Protons, neutrons et électrons
5. Notation et composition des atomes
6. Classification et isotopes

📅 Repères chronologiques

1. 1805John Dalton reprend la théorie de Démocrite, décrit les atomes comme des sphères pleines et insécables et propose une première liste de symboles atomiques.
2. 1897Joseph John Thomson conclut que des particules négatives provenant des atomes circulent dans les tubes cathodiques et peuvent s’en détacher ; il les appelle électrons.
3. 1909Ernest Rutherford bombarde une feuille d’or de 0,62 μm d’épaisseur avec des particules α émises par une source de radium à 17 000 km/s.

📖 1. Premiers modèles atomiques

★ À maîtriser

• Dans le modèle de Thomson, l’atome neutre est une boule de charge positive dans laquelle sont piqués des électrons de charge négative.

Compléments

• Vers 400 ans av. J.-C., Démocrite propose que la matière soit composée de grains minuscules et indivisibles appelés atomes, dont la forme crochue assurerait la cohésion des corps.

📖 2. Expérience de Rutherford

★ À maîtriser

• Lors de l’expérience de Rutherford, la grande majorité des particules α traversent la feuille d’or sans déviation, quelques-unes sont légèrement déviées et environ une sur 100 000 rebondit en arrière.

• Rutherford déduit des déviations et des rebonds que la charge positive de l’atome est concentrée dans un très petit volume appelé noyau.

Compléments

• Les particules α utilisées par Rutherford sont des ions hélium, c’est-à-dire des atomes d’hélium ayant perdu deux électrons.

💡 Astuce mémo

La plupart traversent ; une infime minorité rebondit.

📖 3. Structure et dimensions atomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure lacunaire : Le noyau est cent mille fois plus petit que l’atome, qui est principalement constitué de vide.

★ À maîtriser

• Un atome est électriquement neutre et comporte un noyau central positif ainsi que des électrons négatifs en mouvement autour du noyau.

Compléments

• Le noyau d’un atome a une dimension de l’ordre de $10^{-15}\ \text{m}$.

💡 Astuce mémo

Un minuscule noyau au centre d’un immense espace presque vide.

📖 4. Protons, neutrons et électrons

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléons : Protons et neutrons qui constituent le noyau d’un atome.

📝 Points essentiels

• Les protons portent une charge électrique positive, tandis que les neutrons sont électriquement neutres et les électrons négatifs.

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

📖 5. Notation et composition des atomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Numéro atomique : Représente le nombre de protons contenus dans le noyau.
• Nombre de masse : Représente le nombre total de nucléons, c’est-à-dire de protons et de neutrons, dans le noyau.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le nombre de neutrons du noyau se calcule par $N = A - Z$.

Compléments

• Dans l’écriture symbolique d’un atome, $X$ désigne le symbole de l’élément, $A$ le nombre de nucléons et $Z$ le numéro atomique.

📖 6. Classification et isotopes

★ À maîtriser

📌 Des isotopes sont des atomes d’un même élément qui ne diffèrent que par leur nombre de neutrons, comme $^{15}_{7}\mathrm{N}$ et $^{14}_{7}\mathrm{N}$.

Compléments

• Dans le tableau périodique appelé tableau de Mendeleïev, les éléments chimiques sont rangés en lignes par numéro atomique croissant.

• Pour l’atome $^{7}_{3}\mathrm{Li}$, le noyau contient trois protons et quatre neutrons, et l’atome neutre possède trois électrons.

💡 Astuce mémo

Même numéro atomique, neutrons différents : des isotopes.