Ressources · 3ᵉ · Chimie
Fiche de révision : Structure de l'atome
L’histoire du modèle de l’atome, de Démocrite à Rutherford et Chadwick, et l’expérience de la feuille d’or ; le noyau (protons et neutrons) et les électrons, leurs charges et leurs masses ; le numéro atomique Z, qui définit l’élément, et la neutralité de l’atome ; la masse d’un atome et le nombre d’atomes d’un objet en puissances de dix
Atome : noyau, électrons et neutralité
Fiche méthode
(Physique-chimie 3ᵉ · Organisation de la matière · L’atome)
La démarche pour décrire un atome
1. Je repère les données : nombre de protons (ou Z), de nucléons, d’électrons, masses et charges, avec leurs unités.
2. J’applique la bonne relation : protons = Z ; électrons = Z (atome neutre) ; neutrons = A − Z ; charge du noyau = Z × e ; masse ≈ A × 1,67 × 10⁻²⁷ kg.
3. Je calcule avec les puissances de dix, je conclus par une phrase avec l’unité.
Cas 1 · Interpréter l’expérience de la feuille d’or
Réflexe — observation → ce qu’elle prouve → modèle qui l’explique.
Exemple. Sur une feuille d’or, une particule alpha passe sans être déviée, une autre est renvoyée vers l’arrière. Que montre chacune ?
Passer tout droit : la particule n’a croisé que du vide et des électrons trop légers. L’atome est surtout fait de vide.
Être renvoyée : elle a heurté presque de face un noyau minuscule, lourd et positif, qui la repousse.
Attention — Thomson a découvert l’électron (1897), Rutherford le noyau (1911), Chadwick le neutron (1932).
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Cas 2 · Constituants, charges et masses
Réflexe — protons +e et neutrons 0 dans le noyau ; électrons −e autour ; nucléon 1,67 × 10⁻²⁷ kg, électron 9,1 × 10⁻³¹ kg.
Exemple. Le noyau d’un atome de baryum contient 56 protons et 82 neutrons. Nombre de nucléons et charge du noyau ?
Nucléons : .
Charge : seuls les protons comptent, C.
Attention — le neutron n’a pas de charge ; 1,6 × 10⁻¹⁹ est une charge (C), 1,67 × 10⁻²⁷ une masse (kg).
Cas 3 · Décrire un atome à partir de Z
Réflexe — protons = Z ; électrons = Z ; neutrons = nucléons − Z.
Exemple. Le phosphore a pour numéro atomique Z = 15 ; son atome le plus courant a 31 nucléons. Décris-le.
15 protons, 15 électrons (atome neutre) et neutrons.
Attention — le nombre de neutrons n’est pas toujours égal à Z ; ne confonds pas nucléons et neutrons.
Cas 4 · Masse d’un atome, nombre d’atomes
Réflexe — masse ≈ A × 1,67 × 10⁻²⁷ kg ; nombre d’atomes = masse de l’échantillon ÷ masse d’un atome (en kg).
Exemple. Masse d’un atome de sodium (23 nucléons) ? Combien d’atomes dans 1 g de sodium ?
kg.
kg ; atomes.
Attention — convertis les grammes en kilogrammes avant de diviser.
Les pièges
- Placer les électrons dans le noyau : ils sont autour.
- Dire que le neutron est négatif : il n’a pas de charge.
- Croire qu’un atome a toujours autant de neutrons que de protons (sodium : 12 neutrons pour 11 protons).
- Écrire 38,41 × 10⁻²⁷ = 3,841 × 10⁻²⁸ : quand le nombre devant est divisé par 10, l’exposant augmente de 1.
- Oublier de convertir les grammes en kilogrammes avant de diviser par la masse d’un atome.
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