Fiche de révision : Physique-chimie

📋 Plan du Cours

1. Composition et notation de l’atome
2. Éléments chimiques et isotopes
3. Couches et électrons de valence
4. Ionisation et ions
5. Stabilité et règle du duet ou octet

📖 1. Composition et notation de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Numéro atomique : Le numéro atomique $Z$ indique le nombre de protons et, dans un atome neutre, le nombre d’électrons.
• Nombre de masse : Le nombre de masse $A$ indique le nombre de nucléons d’un atome.

★ À maîtriser

• L’ordre de grandeur d’un atome est de $10^{-10}\,\text{m}$, tandis que celui de son noyau est de $10^{-15}\,\text{m}$.

• Les trois particules constitutives des atomes sont les protons, les neutrons et les électrons.

Compléments

• Dans l’écriture conventionnelle, $X$ est le symbole chimique de l’élément.

• Le proton porte une charge de $+1{,}602\times10^{-19}\,\text{C}$, le neutron une charge nulle et l’électron une charge de $-1{,}602\times10^{-19}\,\text{C}$.

• La masse du proton est $1{,}673\times10^{-27}\,\text{kg}$, celle du neutron $1{,}675\times10^{-27}\,\text{kg}$ et celle de l’électron $9{,}1\times10^{-31}\,\text{kg}$.

• Les découvertes présentées sont : la découverte de l’électron par Joseph John Thomson en 1897, la preuve expérimentale de l’existence de l’atome par Jean Perrin en 1907, la preuve expérimentale de l’existence du noyau par Ernest Rutherford en 1911, la découverte du proton par Ernest Rutherford en 1919, la découverte du neutron par James Chadwick en 1932

💡 Astuce mémo

Le noyau concentre les nucléons ; le cortège porte les électrons.

📖 2. Éléments chimiques et isotopes

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotopes : Deux atomes sont isotopes s’ils ont le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent.

★ À maîtriser

• Deux atomes appartiennent au même élément chimique lorsqu’ils ont le même nombre de protons.

Compléments

• Dans le tableau étudié, les deux atomes d’hélium ont chacun 2 protons, mais l’un a 2 neutrons et l’autre 1 neutron.

• Les compositions données sont :

  • ⁸₅B : 5 protons, 3 neutrons, 8 nucléons et 5 électrons
  • ³⁰₁₆S : 16 protons, 14 neutrons, 30 nucléons et 16 électrons
  • ¹₁H : 1 proton, 0 neutron, 1 nucléon et 1 électron
  • ⁵⁶₂₆Fe : 26 protons, 30 neutrons, 56 nucléons et 26 électrons

💡 Astuce mémo

Même Z, neutrons différents : isotopes.

📖 3. Couches et électrons de valence

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche de valence : La couche de valence est la dernière couche électronique d’un atome.
• Électrons de valence : Les électrons de valence sont les électrons présents sur la couche de valence.

★ À maîtriser

• La couche de valence de l’azote est la couche de numéro $n=2$ et elle contient 5 électrons de valence, répartis en $2s^2\,2p^3$.

Compléments

• L’azote, de numéro atomique 7, possède 7 protons et 7 électrons et sa structure électronique est $1s^2\,2s^2\,2p^3$.

📖 4. Ionisation et ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion : Un ion est une entité chargée formée lorsqu’un atome perd ou gagne un ou plusieurs électrons.
• Cation : Un cation est un ion positif formé lorsqu’un atome perd un ou plusieurs électrons.
• Anion : Un anion est un ion négatif formé lorsqu’un atome gagne un ou plusieurs électrons.

📝 Points essentiels

• L’ion sodium ²³₁₁Na⁺ possède 11 protons, 12 neutrons, 23 nucléons et 10 électrons, avec la structure électronique $1s^2\,2s^2\,2p^6$.

• L’ion sulfure ³²₁₆S²⁻ possède 16 protons, 16 neutrons, 32 nucléons et 18 électrons, avec la structure électronique $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.

💡 Astuce mémo

Perte d’électrons : cation ; gain : anion.

📖 5. Stabilité et règle du duet ou octet

★ À maîtriser

📌 Au cours d’une réaction chimique, les atomes perdent ou gagnent des électrons afin de compléter leur couche de valence : 2 électrons pour les éléments proches de l’hélium et 8 pour les autres éléments.

• 🔄 La réaction entre l’hydrogène et le fluor se déroule ainsi :
  1. Le fluor arrache un électron à l’hydrogène.
  2. La perte d’électron forme H⁺ et le gain forme F⁻.
  3. Les ions de charges opposées s’attirent et forment le composé ionique HF.

Compléments

• Après la réaction entre l’hydrogène et le fluor, les ions obtenus possèdent une dernière couche électronique complète ou vide.

• Les atomes peuvent :

  • capturer un ou plusieurs électrons
  • partager un ou plusieurs électrons
  • perdre un ou plusieurs électrons

💡 Astuce mémo

Compléter la couche de valence → stabilité accrue.