La constitution d'un atome - Maxicours

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La constitution d'un atome

Etymologiquement, le mot atome vient du grec atomos qui signifie « indivisible ».
Mais, au début du 20e siècle, plusieurs expériences mettent en évidence l'existence de différentes particules constituant l'atome, réparties dans un noyau central en périphérie duquel se situe un nuage électronique.
1. Constitution du noyau de l'atome
a. Les nucléons
Le noyau d'un atome, dont le diamètre est d'environ 10 -15 m, est constitué de particules appelées nucléons (du latin nucleus qui signifie noyau).

Il existe deux sortes de nucléons :

  • les neutrons (qui ne sont pas chargés)
  • les protons (chargés positivement).
b. Caractéristiques des nucléons
Les nucléons, qu'ils soient protons ou neutrons, ont quasiment la même masse :
m p ≈ m n = 1,67.10 -27 kg

La charge électrique de toute particule, notée q, a pour unité le coulomb, de symbole C.

  • Le neutron est électriquement neutre, sa charge est donc nulle :
    q n = 0 C.
  • Le proton possède une charge positive de : q p = + 1,6.10 -19 C. Cette valeur sera prise comme référence pour définir la charge électrique élémentaire e, avec : e = 1,6.10 -19 C en valeur absolue d'où :
    q p = + e.
2. Constitution du cortège électronique
a. Les électrons
Autour du noyau d'un atome, des électrons, chargés négativement, gravitent et constituent le « nuage électronique » de l'atome.
b. Caractéristiques des électrons
Les électrons ont une masse très faible :
m e- = 9,1.10 -31 kg

La charge électrique de l'électron est négative et de même valeur absolue que celle du proton donc :

q e- = - 1,6.10 -19 C ,

c'est-à-dire en charge électrique élémentaire : q e- = - e.

3. Représentation symbolique du noyau de l'atome
Pour représenter l'atome avec ses caractéristiques, c'est-à-dire le nombre de particules le constituant, on utilise le symbole chimique (ici noté X) et pour représenter la composition de son noyau :
  • en haut à gauche, on note le nombre de nucléons, noté A, appelé nombre de masse (qui regroupe protons + neutrons)
  • en bas à gauche, on reporte le nombre de protons, noté Z, appelé numéro atomique.
L'essentiel

L'atome est constitué d'un noyau central, chargé positivement, et d'électrons, chargés négativement, qui gravitent autour dans le nuage électronique.

Le noyau est lui-même constitué de nucléons : neutrons, non chargés, et protons, chargés positivement, de masses quasi identiques.

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