Fiche de révision : Modèle de l’atome

📋 Plan du Cours

1. Structure et dimensions de l’atome
2. Élément chimique et nucléide
3. Isotopes d’un même élément
4. Ions monoatomiques
5. Composition des atomes et ions
6. Ordres de grandeur et masse volumique

📖 1. Structure et dimensions de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Possède un noyau constitué de protons et de neutrons, entouré d’électrons.

★ À maîtriser

📐 Formule — Un atome contient Z protons, N neutrons et A nucléons vérifiant $A=N+Z$.

• La charge totale du noyau est +Ze, la charge totale des électrons est −Ze et l’atome est électriquement neutre.

• Le diamètre d’un atome est de l’ordre de 10^-10 m, tandis que celui d’un noyau est de l’ordre de 10^-15 m.

Compléments

• La masse d’un atome est essentiellement concentrée dans son noyau.

💡 Astuce mémo

Noyau dense et positif, nuage électronique léger dans un espace presque vide

📖 2. Élément chimique et nucléide

🔑 Notions clés & Définitions

• Élément chimique : Caractérisé par son numéro atomique Z et possède un symbole.
• Nucléide : Catégorie de noyaux définie par le couple (A, Z).

★ À maîtriser

• Le symbole d’un nucléide s’écrit $^{A}_{Z}X$, où A est le nombre de masse, Z le numéro atomique et X le symbole de l’élément chimique.

Compléments

• Le numéro atomique Z=1 correspond à l’hydrogène H, Z=6 au carbone C et Z=17 au chlore Cl.

• Le noyau $^{63}_{29}Cu$ contient 63 nucléons, dont 29 protons, et appartient à l’élément chimique cuivre.

💡 Astuce mémo

Z identifie l’élément ; A compte les nucléons

📖 3. Isotopes d’un même élément

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotopes : Noyaux de même numéro atomique Z et de nombres de masse différents, appartenant au même élément chimique.

★ À maîtriser

📌 Des atomes isotopes possèdent les mêmes propriétés chimiques.

Compléments

• Les noyaux $^{35}_{17}Cl$ et $^{37}_{17}Cl$ sont deux isotopes du chlore.

• On dénombre environ une centaine d’éléments chimiques et environ 300 nucléides.

• Les isotopes artificiels sont fabriqués par l’homme et sont essentiellement radioactifs, comme le phosphore 30 et l’uranium 239.

💡 Astuce mémo

Même Z, neutrons différents : isotopes ; mêmes propriétés chimiques

📖 4. Ions monoatomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion monoatomique : Formé à partir d’un atome qui perd ou gagne un ou plusieurs électrons.

📝 Points essentiels

📌 Un atome X qui perd n électrons devient un cation X^n+ de charge +ne.

📌 Un atome Y qui gagne p électrons devient un anion Y^p- de charge −pe.

💡 Astuce mémo

Perdre des électrons donne un cation ; en gagner donne un anion

📖 5. Composition des atomes et ions

★ À maîtriser

• Pour un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons Z ; pour un ion de charge positive n+, il vaut Z−n, et pour un ion de charge négative p−, il vaut Z+p.

📐 Formule — Le nombre de neutrons d’un noyau se calcule par $N=A-Z$.

Compléments

• L’ion Cu2+ possède le même noyau que l’atome de cuivre correspondant, mais deux électrons de moins.

• Pour l’ion $^{27}_{13}Al^{3+}$, le noyau contient 13 protons et 14 neutrons, et l’ion possède 10 électrons.

💡 Astuce mémo

A−Z donne N ; la charge détermine le nombre d’électrons

📖 6. Ordres de grandeur et masse volumique

★ À maîtriser

📌 L’expression « un atome est pratiquement du vide » vient du très grand écart entre le diamètre de l’atome, de l’ordre de 10^-10 m, et celui du noyau, de l’ordre de 10^-15 m.

Compléments

• La masse d’un proton et celle d’un neutron sont chacune approximativement égales à 1,6 × 10^-27 kg, tandis que la masse d’un électron vaut 9,1 × 10^-31 kg.

• La masse d’un noyau est approximativement égale à la somme des masses de ses protons et de ses neutrons, la masse des électrons étant négligeable.

• La masse volumique du fer donnée dans l’exercice est 7,9 × 10^3 kg.m^-3.

💡 Astuce mémo

Noyau minuscule → atome presque vide → masse concentrée au centre

📊 Tableaux de synthèse

Isotopes et ions