Depuis la 4e, tu sais que la matière est faite d’atomes. Mais l’atome lui-même a une structure : un noyau minuscule entouré d’électrons. Comprendre cette structure permet d’expliquer l’existence des ions.
Objectifs
- Décrire la constitution d’un atome
- Connaître la charge des protons, neutrons et électrons
- Expliquer la neutralité électrique d’un atome
- Utiliser le numéro atomique Z
- Comparer les ordres de grandeur de l’atome et du noyau
1. Constitution de l’atome
| Particule | Où ? | Charge électrique |
|---|---|---|
| Proton | Dans le noyau | Positive (+e) |
| Neutron | Dans le noyau | Nulle (neutre) |
| Électron | Autour du noyau (nuage électronique) | Négative (−e) |
Les protons et les neutrons sont appelés nucléons. La masse d’un électron est environ 2 000 fois plus petite que celle d’un nucléon : la masse de l’atome est presque entièrement concentrée dans le noyau.
2. Numéro atomique et neutralité
Numéro atomique Z : Nombre de protons du noyau. Il caractérise l’élément chimique : tous les atomes de carbone ont Z = 6, tous les atomes d’oxygène Z = 8.
Un atome est électriquement neutre : il contient autant d’électrons que de protons. Les charges positives du noyau compensent exactement les charges négatives des électrons.
L’atome de sodium a pour numéro atomique Z = 11. Décris son cortège électronique.
- Z = 11 : le noyau contient 11 protons, soit une charge +11e.
- L’atome est neutre : il possède 11 électrons, soit une charge −11e.
Charge totale : +11e − 11e = 0.
| Élément | H | C | N | O | Na | Cl | Fe | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Z | 1 | 6 | 7 | 8 | 11 | 17 | 26 | 29 |
3. Ordres de grandeur : une structure lacunaire
- Diamètre d’un atome : de l’ordre de 10−10 m.
- Diamètre d’un noyau : de l’ordre de 10−15 m.
Combien de fois l’atome est-il plus grand que son noyau ?
- = 10−10 − (−15) = 105
L’atome est environ 100 000 fois plus grand que son noyau.
À retenir
- Un atome = un noyau (protons + neutrons) entouré d’électrons.
- Proton : charge +e ; neutron : neutre ; électron : charge −e.
- Z = nombre de protons = nombre d’électrons dans l’atome neutre.
- Atome ≈ 10−10 m, noyau ≈ 10−15 m : l’atome est essentiellement constitué de vide.
- La masse de l’atome est concentrée dans le noyau.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.