Fiche de révision : Masse et dimensions de l’atome

📋 Plan du Cours

1. Symboles et composition atomique
2. Masses des constituants
3. Calcul de la masse atomique
4. Dimensions et structure de l’atome

📖 1. Symboles et composition atomique

🔑 Notions clés & Définitions

• Nombre de masse A : Nombre total de nucléons, c’est-à-dire la somme des protons et des neutrons du noyau.
• Numéro atomique Z : Nombre de protons du noyau et, pour un atome électriquement neutre, le nombre d’électrons qui gravitent autour du noyau.

★ À maîtriser

• Le noyau d’un atome d’aluminium se note $^{27}_{13}\mathrm{Al}$ et contient 13 protons et 14 neutrons.

Compléments

• Les symboles chimiques des éléments étudiés sont:
  • H pour l’hydrogène
  • C pour le carbone
  • N pour l’azote
  • O pour l’oxygène
  • Aℓ pour l’aluminium
  • Fe pour le fer
  • Cu pour le cuivre

📖 2. Masses des constituants

📝 Points essentiels

• La masse d’un nucléon, qu’il s’agisse d’un proton ou d’un neutron, vaut 1,67 × 10⁻²⁷ kg.

• La masse d’un électron vaut 9,11 × 10⁻³¹ kg.

📌 Dans un atome d’aluminium, les 13 électrons ont une masse totale d’environ 1,18 × 10⁻²⁹ kg, très inférieure à la masse de son noyau, qui est d’environ 4,51 × 10⁻²⁶ kg.

💡 Astuce mémo

Noyau massif, électrons légers

📖 3. Calcul de la masse atomique

📝 Points essentiels

📐 Formule — La masse d’un atome peut être estimée par la relation $m_{\text{atome}} \approx A \times m_{\text{nucléon}}$, car la masse des électrons est négligeable devant celle du noyau.

• 🔄 Pour calculer la masse approximative d’un atome:

  1. Identifier A
  2. Multiplier A par la masse d’un nucléon
  3. Exprimer le résultat en notation scientifique

• La masse approximative d’un atome de cuivre, pour lequel A = 63, vaut $m_{\text{Cu}} \approx 63 \times 1{,}67 \times 10^{-27} = 1{,}05 \times 10^{-25}\ \text{kg}$.

💡 Astuce mémo

A puis m nucléon puis m atome

📖 4. Dimensions et structure de l’atome

★ À maîtriser

• Le diamètre d’un atome est de l’ordre de 0,1 nm, soit 10⁻¹⁰ m.

• Le diamètre du noyau d’un atome est de l’ordre de 0,001 pm, soit 10⁻¹⁵ m.

📌 Le diamètre d’un atome est environ 100 000 fois supérieur à celui de son noyau.

Compléments

📌 Un atome est principalement constitué de vide, car son noyau et ses constituants occupent une région très petite par rapport au diamètre total de l’atome.

💡 Astuce mémo

Atome étendu, noyau minuscule

📊 Tableaux de synthèse

Ordres de grandeur des dimensions