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Chimie · Classe de 5ᵉ

Le modèle atomique

Noyau, électrons, symboles et représentation des atomes

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Le modèle atomique » en cinquième permet de faire le point sur ses connaissances en chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de cinquième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : L'atome : une entité microscopique, La structure de l'atome : noyau et électrons, Les particules du noyau : protons et neutrons, Le numéro atomique Z et le nombre de masse A. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de cinquième en chimie.
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 55 min · Noté sur 20
55:00

Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.

Exercice 1 — Vocabulaire et définitions

/ 4 pts
  1. Définir les termes suivants : noyau, électron, nucléon. (1,5 pt)
  2. Quelle est la charge électrique d'un proton ? D'un neutron ? D'un électron ? (1,5 pt)
  3. Pourquoi un atome est-il électriquement neutre ? (1 pt)

Exercice 2 — Exploiter la notation symbolique

/ 6 pts
  1. L'atome de magnésium est noté 2412Mg. Donner le nombre de protons, de neutrons et d'électrons. (3 pt)
  2. L'atome de brome est noté 8035Br. Calculer le nombre de neutrons. (1 pt)
  3. Un atome possède 19 protons et 20 neutrons. Écrire sa notation symbolique (symbole : K). (2 pt)

Exercice 3 — Couches électroniques

/ 5 pts
  1. Donner la répartition électronique (couches K, L, M) de l'atome d'azote (Z = 7). (1,5 pt)
  2. Donner la répartition électronique de l'atome de silicium (Z = 14). (1,5 pt)
  3. Quel est le numéro atomique d'un atome dont la répartition est K(2)L(8)M(6) ? Quel élément est-ce ? (2 pt)

Exercice 4 — Isotopes et propriétés

/ 3 pts
  1. L'hydrogène possède trois isotopes : 11H, 21H et 31H. Expliquer ce que sont des isotopes. (1 pt)
  2. Ces trois atomes ont-ils le même nombre d'électrons ? Justifier. (1 pt)
  3. Calculer le nombre de neutrons de chacun des trois isotopes de l'hydrogène. (1 pt)

Exercice 5 — Ordre de grandeur et sens critique

/ 2 pts
  1. Donner l'ordre de grandeur du diamètre d'un atome et celui du noyau. Exprimer le résultat en mètres. (1 pt)
  2. Un élève affirme : « Le noyau est aussi grand que l'atome. » Corriger cette erreur en vous appuyant sur les ordres de grandeur. (1 pt)
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Vocabulaire et définitions
1. Définitions :

  • Noyau : partie centrale de l'atome, très petite (≈ 10−15 m) et très dense, constituée de protons et de neutrons. Le noyau porte une charge électrique positive.
  • Électron : particule de charge négative (−1) qui gravite autour du noyau sur des couches électroniques. Sa masse est négligeable devant celle des nucléons.
  • Nucléon : nom donné à toute particule qui constitue le noyau, c'est-à-dire les protons ET les neutrons. Le nombre de nucléons est le nombre de masse A.

2. Charges électriques :
  • Proton : charge positive (+1)
  • Neutron : charge nulle (0) — il est neutre.
  • Électron : charge négative (−1)

3. Neutralité électrique de l'atome :
Un atome est électriquement neutre car le nombre de protons (charge +) est égal au nombre d'électrons (charge −). Les charges positives et négatives se compensent exactement, ce qui donne une charge totale nulle.
Exemple : l'atome d'oxygène a 8 protons (+8) et 8 électrons (−8) → charge totale = 0.

Exercice 2 — Exploiter la notation symbolique
1. Atome de magnésium 2412Mg :

  • Nombre de protons = Z = 12
  • Nombre de neutrons = A − Z = 24 − 12 = 12
  • Nombre d'électrons = Z = 12 (atome neutre : autant d'électrons que de protons)

2. Nombre de neutrons du brome 8035Br :
On applique la formule N = A − Z :
N = 80 − 35 = 45 neutrons

3. Notation symbolique de l'atome inconnu :
Données : 19 protons → Z = 19 ; 20 neutrons → N = 20
Calcul du nombre de masse : A = Z + N = 19 + 20 = 39
Le symbole de l'élément est K (potassium).
Notation symbolique : 3919K

Exercice 3 — Couches électroniques
1. Répartition électronique de l'azote (Z = 7) :
On remplit les couches dans l'ordre : K d'abord (max 2), puis L (max 8).
7 électrons à placer : K reçoit 2 électrons, il reste 7 − 2 = 5 électrons pour L.
K(2) L(5)

2. Répartition électronique du silicium (Z = 14) :
14 électrons à placer : K(2), puis L(8), il reste 14 − 2 − 8 = 4 électrons pour M.
K(2) L(8) M(4)

3. Identification de l'élément de configuration K(2)L(8)M(6) :
On additionne les électrons sur toutes les couches :
Z = 2 + 8 + 6 = 16
D'après le tableau périodique, l'élément ayant Z = 16 est le soufre (S).

Exercice 4 — Isotopes et propriétés
1. Définition des isotopes :
Les isotopes sont des atomes d'un même élément chimique (même numéro atomique Z, donc même nombre de protons) qui diffèrent par leur nombre de masse A (et donc par leur nombre de neutrons). Ils ont les mêmes propriétés chimiques mais des masses différentes.
Ici, les trois isotopes de l'hydrogène ont tous Z = 1 (un seul proton), mais A vaut 1, 2 et 3.

2. Nombre d'électrons :
Oui, les trois isotopes ont le même nombre d'électrons (= 1 électron chacun).
Justification : dans un atome neutre, le nombre d'électrons est toujours égal à Z. Les trois isotopes ont tous Z = 1, donc chacun possède 1 seul électron.

3. Nombre de neutrons de chaque isotope (N = A − Z) :

  • 11H : N = 1 − 1 = 0 neutron (hydrogène ordinaire, ou protium)
  • 21H : N = 2 − 1 = 1 neutron (deutérium)
  • 31H : N = 3 − 1 = 2 neutrons (tritium)

Exercice 5 — Ordre de grandeur et sens critique
1. Ordres de grandeur :

  • Diamètre d'un atome : environ 10−10 m (soit 0,1 nanomètre)
  • Diamètre d'un noyau : environ 10−15 m (soit 1 femtomètre)

2. Correction de l'erreur de l'élève :
L'affirmation est fausse. Le noyau est beaucoup plus petit que l'atome.
En comparant les ordres de grandeur :
Rapport = diamètre atome / diamètre noyau = 10−10 / 10−15 = 105 = 100 000
Le noyau est environ 100 000 fois plus petit que l'atome. L'atome est donc essentiellement constitué de vide : les électrons gravitent très loin du noyau à l'échelle atomique.
Analogie : si l'atome avait la taille d'un stade de football, son noyau serait de la taille d'une petite balle posée au centre.

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