L’atome : définition, composition et schéma

La composition d’un atome

Toute la matière est faite d’atomes. Un atome contient deux zones : le noyau au centre et le cortège électronique autour. Le noyau rassemble les nucléons, c’est-à-dire les protons et les neutrons.

Les protons ont une charge positive, les électrons une charge négative de même valeur, et les neutrons n’ont pas de charge.

Le schéma de l’atome

Pour schématiser un atome, dessine un petit noyau au centre, avec ses protons et ses neutrons, puis place les électrons autour. Ce dessin est un modèle : il ne respecte pas les échelles et les électrons ne tournent pas sur des orbites comme des planètes.

Le diamètre d’un atome vaut environ 10⁻¹⁰ m, celui de son noyau environ 10⁻¹⁵ m. Le noyau est donc environ 100 000 fois plus petit que l’atome. Si le noyau était une bille de 1 cm, l’atome ferait 1 km de large. Entre le noyau et les électrons, il n’y a que du vide : on dit que la structure de l’atome est lacunaire.

Le symbole d’un atome

Un noyau s’écrit avec le symbole de l’élément X, le nombre de masse A en haut à gauche et le numéro atomique Z en bas à gauche. Protons : Z. Neutrons : A − Z. Électrons : Z.

Calculer la masse d’un atome

Un proton est environ 1 800 fois plus lourd qu’un électron. La masse des électrons est donc négligeable : presque toute la masse de l’atome se trouve dans son noyau.

Masse d’un atome ≈ A × masse d’un nucléon, avec une masse de nucléon de 1,67 × 10⁻²⁷ kg.

• Atome de carbone ¹²₆C : 12 × 1,67 × 10⁻²⁷ kg = 2,0 × 10⁻²⁶ kg.

Astuce : Pour retenir qui est qui : Z compte les protons, A compte tout ce qu’il y a dans le noyau.

Atome, ion ou molécule ?

• Atome : neutre, seul, autant de protons que d’électrons.
• Ion : atome ou groupe d’atomes qui a perdu ou gagné des électrons, donc chargé.
• Molécule : groupe d’atomes liés entre eux, électriquement neutre.

1. 1. Quelle particule de l’atome porte une charge négative ?

   Le protonLe neutronL’électron
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   L’électron. L’électron porte la charge −1,60 × 10⁻¹⁹ C. Le proton est positif, le neutron n’a pas de charge.

2. 2. Où se concentre presque toute la masse d’un atome ?

   Dans le noyauDans les électronsDans le vide autour du noyau
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   Dans le noyau. Protons et neutrons sont environ 1 800 fois plus lourds que les électrons.

3. 3. Combien de neutrons contient l’atome ²⁷₁₃Al ?

   13142740
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   14. Neutrons = A − Z = 27 − 13 = 14.

4. 4. Un atome possède 8 protons. Combien a-t-il d’électrons ?

   1648Cela dépend de ses neutrons
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   8. Un atome est neutre : il a autant d’électrons que de protons.

5. 5. Pourquoi un atome est-il électriquement neutre ?

   Il n’a pas de chargesSes neutrons annulent les chargesIl a autant de protons que d’électronsSon noyau est neutre
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   Il a autant de protons que d’électrons. Chaque proton (+) est compensé par un électron (−). Le noyau, lui, est chargé positivement.

6. 6. Quelle est la masse approchée de l’atome ¹⁹₉F ?

   1,5 × 10⁻²⁶ kg3,2 × 10⁻²⁷ kg1,9 × 10⁻²⁵ kg3,2 × 10⁻²⁶ kg
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   3,2 × 10⁻²⁶ kg. Masse ≈ A × 1,67 × 10⁻²⁷ kg = 19 × 1,67 × 10⁻²⁷ kg ≈ 3,2 × 10⁻²⁶ kg. Il faut compter 19 nucléons, pas 9.