Fiche de révision : Structure et masse de l’atome

📋 Plan du Cours

1. Grandeurs de l’atome
2. Masses des particules
3. Calculs pour le sodium
4. Déduction pour le brome

📖 1. Grandeurs de l’atome

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le nombre de neutrons est donné par $N = A - Z$.

📌 Dans un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons et donc à Z.

• Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons du noyau.

• Le nombre de masse A correspond au nombre total de nucléons, c’est-à-dire à la somme des protons et des neutrons.

💡 Astuce mémo

Z → protons → électrons ; A − Z → neutrons

📖 2. Masses des particules

★ À maîtriser

• La masse du noyau est la somme de la masse des protons et de la masse des neutrons, tandis que la masse de l’atome ajoute aussi la masse des électrons.

📌 Comme la masse des électrons est minuscule devant celle du noyau, la masse de l’atome est approximativement égale à celle du noyau.

• La masse d’un proton vaut 1,67 × 10⁻²⁷ kg et la masse d’un neutron est considérée comme pratiquement identique.

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

Compléments

📐 Formule — La masse des protons se calcule par $m_p = Z \times 1{,}67 \times 10^{-27}\ \mathrm{kg}$.

📐 Formule — La masse des électrons se calcule par $m_e = n_e \times 9{,}11 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}$.

💡 Astuce mémo

Protons et neutrons sont lourds ; les électrons sont presque négligeables

📖 3. Calculs pour le sodium

★ À maîtriser

• Pour le sodium ²³₁₁Na, Z vaut 11, A vaut 23, l’atome possède 11 protons et 11 électrons, et il contient 12 neutrons.

• Pour le sodium, la masse du noyau vaut 1,84 × 10⁻²⁶ + 2,00 × 10⁻²⁶ = 3,84 × 10⁻²⁶ kg.

• Pour le sodium, la masse de l’atome est approximativement 3,84 × 10⁻²⁶ kg, car la masse des électrons est négligeable devant celle du noyau.

Compléments

• Pour le sodium, la masse des protons vaut 11 × 1,67 × 10⁻²⁷ = 1,84 × 10⁻²⁶ kg.

• Pour le sodium, la masse des électrons vaut 11 × 9,11 × 10⁻³¹ = 1,00 × 10⁻²⁹ kg.

• Pour le sodium, la masse des neutrons vaut 12 × 1,67 × 10⁻²⁷ = 2,00 × 10⁻²⁶ kg.

💡 Astuce mémo

Compter → calculer les masses → additionner noyau puis atome

📖 4. Déduction pour le brome

★ À maîtriser

• Pour le brome, le nombre d’électrons se déduit en divisant la masse totale des électrons par la masse d’un électron : 3,19 × 10⁻²⁹ ÷ 9,11 × 10⁻³¹ = 35.

• Le brome possède 35 électrons et, comme il est neutre, 35 protons, donc Z = 35.

• Pour le brome, la masse approximative de l’atome vaut 79 mp, ce qui indique environ 79 nucléons et donne A = 79.

• Le brome possède 79 − 35 = 44 neutrons.

Compléments

• La masse des 35 protons du brome vaut 35 × 1,67 × 10⁻²⁷ = 5,85 × 10⁻²⁶ kg.

💡 Astuce mémo

Masse des électrons ÷ masse d’un électron → nombre d’électrons → Z