Structure de l’Atome
Comprendre la Structure de l’Atome
Un atome est la plus petite unité constitutive de la matière qui conserve les propriétés chimiques d’un élément. Les atomes sont composés de trois types de particules subatomiques : les protons, les neutrons et les électrons.
Consignes
- Identification des Particules Subatomiques
- Un atome de bore (B) a un nombre atomique de 5 et une masse atomique de 11. Combien de protons, de neutrons et d’électrons contient-il ?
- Isotopes
- Définissez ce qu’est un isotope.
- Donnez un exemple d’isotope du carbone et expliquez en quoi il diffère du carbone-12.
- Configuration Électronique
- Déterminez la configuration électronique de l’atome de bore.
- Dessinez un schéma de l’atome de bore montrant la répartition de ses électrons dans les différentes couches électroniques.
Questions Bonus
- Pourquoi les atomes sont-ils électriquement neutres ?
- Qu’arrive-t-il à un atome lorsqu’il gagne ou perd des électrons ?
Correction : Structure de l’Atome
1. Identification des Particules Subatomiques
Données de l’exercice
- Atome considéré : Bore (B)
- Nombre atomique (Z) : 5
- Masse atomique approximative (A) : 11
Calcul et explications
- Nombre de protons
Dans un atome, le nombre de protons est égal au nombre atomique.
Formule :
Nombre de protons = Z
Calcul : 5
Résultat : 5 protons
- Nombre d’électrons
Dans un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons.
Formule :
Nombre d’électrons = Nombre de protons
Calcul : 5
Résultat : 5 électrons
- Nombre de neutrons
Le nombre de neutrons se détermine en soustrayant le nombre de protons de la masse atomique.
Formule :
Nombre de neutrons = A – Z
Calcul :
11 – 5 = 6
Résultat : 6 neutrons
2. Isotopes
Définition d’un isotope
Un isotope est une variante d’un même élément chimique qui possède le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. Les isotopes d’un élément ont ainsi des masses atomiques différentes.
Exemple d’isotope du carbone
Carbone-12 :
-
- Nombre de protons : 6
- Nombre de neutrons : 6
- Masse atomique ≈ 12
-
Exemple d’isotope : Carbone-14
- Nombre de protons : 6 (comme pour tout atome de carbone)
- Nombre de neutrons : 8
- Masse atomique ≈ 14
Différence avec le Carbone-12 :
Le carbone-14 diffère du carbone-12 par le nombre de neutrons (8 contre 6), ce qui lui confère une masse plus élevée et des propriétés (notamment en termes de radioactivité) différentes.
3. Configuration Électronique
Détermination de la configuration électronique du bore
Le bore, avec 5 électrons, remplit les orbitales dans l’ordre croissant des niveaux d’énergie :
-
Première couche (n = 1) :
- Orbitales disponibles : 1s
- Capacité : 2 électrons
- Placement : 1s²
-
Deuxième couche (n = 2) :
- Sous-couches disponibles : 2s puis 2p
- Capacité de 2s : 2 électrons
- Reste à placer : 5 – 2 = 3 électrons
- Placement : 2s² et 2p¹
Configuration électronique complète :
1s² 2s² 2p¹
Schéma de l’atome de bore
Voici un schéma simplifié décrivant la répartition des électrons :
Questions Bonus
a. Pourquoi les atomes sont-ils électriquement neutres ?
Les atomes sont électriquement neutres parce que le nombre de protons (charges positives) est égal au nombre d’électrons (charges négatives). La somme des charges positives et négatives s’annule, ce qui donne un atome neutre.
b. Qu’arrive-t-il à un atome lorsqu’il gagne ou perd des électrons ?
-
Gain d’électrons :
L’atome acquiert des électrons supplémentaires, devenant ainsi une entité chargée négativement, appelée anion. -
Perte d’électrons :
L’atome perd des électrons, devenant alors une entité chargée positivement, appelée cation.
Structure de l’Atome
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