Fiche de révision : Structure et configuration de l’atome

📋 Plan du Cours

1. Constitution et neutralité de l’atome
2. Écriture symbolique et isotopes
3. Ions et charge électrique
4. Dimensions et masse atomique
5. Charges du noyau
6. Configuration électronique
7. Couche et électrons de valence

📖 1. Constitution et neutralité de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Constitué d’un noyau formé de protons et de neutrons, autour duquel se déplacent des électrons.

📝 Points essentiels

• Le proton porte une charge positive, le neutron une charge nulle et l’électron une charge négative.

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

💡 Astuce mémo

Noyau massif et positif, cortège électronique léger et négatif

📖 2. Écriture symbolique et isotopes

🔑 Notions clés & Définitions

• Élément chimique : Regroupe les entités chimiques ayant le même nombre de protons Z et le même symbole chimique.
• Isotopes : Noyaux ou atomes ayant le même nombre de protons mais des nombres de neutrons différents.

★ À maîtriser

• Dans l’écriture $^{A}_{Z}X$, X est le symbole de l’élément, Z est le nombre de protons et A est le nombre de nucléons.

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

Compléments

• Le carbone 12 $^{12}_{6}C$ et le carbone 14 $^{14}_{6}C$ sont deux isotopes ayant chacun 6 protons.

💡 Astuce mémo

X identifie, Z compte les protons, A compte les nucléons

📖 3. Ions et charge électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion : Entité qui possède un nombre d’électrons différent de son nombre de protons parce qu’elle a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.

★ À maîtriser

📌 Un cation possède moins d’électrons que de protons et porte une charge positive, tandis qu’un anion possède plus d’électrons que de protons et porte une charge négative.

Compléments

• L’ion fluorure F⁻ possède 9 protons et 10 électrons, soit un électron de plus que l’atome de fluor neutre.

💡 Astuce mémo

Cation : moins d’électrons ; anion : plus d’électrons

📖 4. Dimensions et masse atomique

★ À maîtriser

• Le diamètre d’un atome est d’environ $10^{-10}\ \mathrm{m}$, tandis que celui de son noyau est d’environ $10^{-15}\ \mathrm{m}$.

📌 Entre le noyau et le cortège électronique, il n’y a pratiquement rien : l’atome est donc essentiellement constitué de vide.

📐 Formule — En négligeant la masse des électrons, la masse d’un atome vérifie $m_{\text{atome}}=m_{\text{noyau}}=A\,m_{\text{nucléon}}$.

Compléments

• La masse d’un électron est $9{,}11\times10^{-31}\ \mathrm{kg}$ et celle d’un proton ou d’un neutron est approximativement $1{,}67\times10^{-27}\ \mathrm{kg}$.

💡 Astuce mémo

Noyau minuscule mais massif → atome surtout constitué de vide

📖 5. Charges du noyau

📝 Points essentiels

• La charge élémentaire vaut $e=1{,}60\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ et correspond à la charge d’un proton en valeur absolue.

📐 Formule — La charge électrique d’un noyau contenant Z protons vérifie $Q_{\text{noyau}}=Z\,e$.

📖 6. Configuration électronique

🔑 Notions clés & Définitions

• Configuration électronique : Indique la répartition des électrons d’un atome sur ses sous-couches électroniques.

★ À maîtriser

📌 Une sous-couche s peut contenir au maximum 2 électrons et une sous-couche p au maximum 6 électrons.

• 🔄 Pour établir une configuration électronique:
  1. Compter le nombre d’électrons
  2. Occuper les sous-couches dans l’ordre 1s, 2s, 2p, 3s, 3p
  3. Remplir entièrement une sous-couche avant de passer à la suivante

Compléments

• Les électrons se répartissent sur des couches numérotées n=1, 2, 3, ... et sur des sous-couches notées s, p, ... .

• L’azote possède 7 électrons et sa configuration électronique est 1s² 2s² 2p³.

• Le sodium possède 11 électrons et sa configuration électronique est 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.

💡 Astuce mémo

1s, 2s, 2p, 3s, 3p

📖 7. Couche et électrons de valence

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche de valence : Couche électronique remplie en dernier, également appelée couche externe.
• Électrons de valence : Électrons situés sur la couche de valence.

📊 Tableaux de synthèse

Particules de l’atome