en son centre, d’un amas de nucléons appelé noyau ;
de particules en mouvement appelées électrons qui forment comme un nuage autour du noyau, appelé nuage électronique.
L’atome mesure quelques Angströms (1 Angström vaut 10−10m) et son noyau est environ 100000 fois plus petit : il ne mesure que 10−15m.
Propriété
Structure lacunaire de l’atome
Entre le bord du noyau et le bord de l’atome (cent mille fois plus loin), il n’y a que quelques électrons.
L'atome est principalement composé de « vide » : il y a un manque de matière, une « lacune ».
On parle ainsi de structure lacunaire de l’atome.
ACaractéristiques des particules élémentaires
Définition
Neutron
Particule élémentaire composant le noyau de masse mneutron=1,675×10−27kg et de charge électrique nulle.
On dit que c’est un élément neutre, d’où son nom : neutron.
Définition
Charge élémentaire
La charge élémentaire est la plus petite charge électrique qui peut exister physiquement.
Elle est notée e et vaut e=1,6×10−19C.
Définition
Coulomb
L’unité représentée ici par la lettre C est le Coulomb : c’est l’unité de la charge électrique.
Définition
Proton
Particule élémentaire composant le noyau de masse mproton=1,673×10−27kg et de charge électrique positive égale à +e (soit +1,6×10−19C).
Remarque
Le proton et le neutron ont des masses semblables mais diffèrent par leur charge électrique (neutre pour le neutron, positive pour le proton).
Ces deux particules composent le noyau : on leur donne le nom commun de nucléon.
Un nucléon désigne indifféremment un proton ou un neutron. Ex. : le noyau est composé de nucléons.
Définition
Électron
Troisième particule élémentaire composant l’atome.
Il a une charge négative −e soit −1,6×10−19C et une masse meˊlectron=9,109×10−31kg.
BRépartition de la charge
Propriété
Électroneutralité de l’atome
L’atome doit être globalement neutre, c’est-à-dire que sa charge totale doit être nulle.
Pour cela, il doit comporter autant de particules de charges +e que de particules de charges −e, donc autant de protons que d’électrons.
Définition
Numéro atomique
On note Z le nombre de protons.
Le nombre de protons est égal, dans un atome, au nombre d’électrons.
Ce nombre Z est appelé numéro atomique, ou parfois nombre de charges.
À chaque élément est associé un numéro atomique qui le caractérise.
Exemple
Tous les éléments chimiques dont le numéro atomique est 1 sont associés à l’hydrogène. Ceux dont le numéro atomique est 8 sont associés à l’oxygène, etc.
CRépartition de la masse
Remarque
Si on fait le rapport des masses d’un nucléon et d’un électron on trouve :
Les nucléons sont donc beaucoup plus lourds que les électrons.
On peut ainsi approcher la masse totale de l’atome par la masse de tous ses nucléons (donc de son noyau).
Définition
Nombre de nucléons
On note A le nombre de nucléons (neutrons + protons) d’un atome.
Remarque
On peut calculer la masse de l’atome en additionnant la masse de ses composants :
matome=Z×mproton+Z×meˊlectron+(A−Z)×mneutron
Mais :
la masse des électrons est très faible par rapport à la masse des nucléons donc on va la négliger c’est-à-dire faire comme si meˊlectron=0kg. La masse d’un atome est donc à peu près égale à la masse de son noyau ;
les masses des protons et des nucléons sont égales à trois chiffres significatifs près donc on va dire que mproton=mneutron.
La masse approchée de l’atome est donc matome=A×mnucleˊon