1. Les atomes

 

           Bien que proposée dès l’antiquité, l’existence des atomes a pendant longtemps été contestée, notamment du fait qu’ils étaient trop petits pour être observés.

           Mais au XIXème siècle, on découvrit petit à petit des preuves indirectes de leur existence, et par la suite aussi des indices sur leur composition…

 

A– Le modèle de Rutherford

           Suite à la découverte de l’existence d’un noyau en 1911, Rutherford propose un modèle planétaire pour l’atome.

1. Le noyau

Zone de Texte: Il est constitué de 2 sortes de nucléons : les protons : chaque proton porte une charge électrique (élémentaire) positive et notée +e les neutrons : chaque neutron est électriquement neutre

 

Remarque : on appelle charge électrique élémentaire correspond à la plus petite charge électrique existant. On la note e et on la mesure en Coulombs (symbole : C) : e = 1,6.10-19 C

 

Zone de Texte: Le nombre de charges électriques élémentaires (protons) contenues dans le noyau est appelé le numéro atomique. On le note Z. Le nombre de nucléons (protons + neutrons) contenus dans le noyau est noté A, parfois appelé nombre de masse

Question : comment calcule-t-on le nombre de neutrons ?

 Il y a (A-Z) neutrons

Zone de Texte: Chaque noyau peut alors être représenté par le symbole :  où X représente le symbole de l’élément chimique (C pour carbone, Fe pour fer, Na pour sodium…).

Exemples : décrire le noyau (nombre de protons et de neutrons, charges électrique) des éléments chimiques suivants :

 : Z = 6 : il y a 6 protons       A-Z = 8 neutrons

: Z = 17 : il y a 17 protons    A-Z = 18 neutrons

 

 

 

2. Les électrons

Zone de Texte: L’atome est une entité électriquement neutre. Le noyau doit donc être entouré de charges électriques négatives appelées électrons. Chaque électron porte une charge électrique élémentaire négative, notée (-e).

Question : combien d’électrons possède un atome contenant le noyau de symbole  ?

Z électrons

Exemples : comptabiliser les électrons des atomes suivants, et calculer la charge q du nuage électronique.

●  : 6 électrons

                  Charge électrique :

●  : 17 électrons

                      Charge électrique :

 

 

3. Masse

Zone de Texte: Le proton a sensiblement la même masse que le neutron.

mp = mn = 1,67.10-27 kg

             En revanche, pour l’électron :      me = 9,1.10-31 kg

Question : calculer le rapport entre la masse du proton et celle de l’électron. Conclure.

                               

             Le proton est 1865 fois plus lourd que l’électron !

Zone de Texte: En conséquence, pour calculer la masse d’un atome, on pourra négliger la masse des électrons : matome = mnoyau = A.mp

Exemples : calculer les masses des atomes suivants :

●  :

●  :

 

 

 

4. Dimensions

Zone de Texte: Ordre de grandeur du diamètre de l’atome : 10-10 m = 0,1 nm Ordre de grandeur du diamètre du noyau : 10-15 m = 1 fm (femtomètre)

Question : quelle est l’ordre de grandeur du rapport entre le diamètre de l’atome et de son noyau ?

 : l’atome est 100 000 fois plus grand que son noyau : on dit qu’il a une structure lacunaire.

 

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