Le noyau et les électrons - Cours de Physique Chimie avec Maxicours

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Le noyau et les électrons

Objectif : Les physiciens ont mis à jour la composition de la matière : elle est constituée d'atomes. Ces atomes sont eux-mêmes constitués d'un noyau autour duquel gravitent des électrons. Comment peut-on décrire cet assemblage en détail ?
1. Le noyau
Il est localisé au centre de l'atome et concentre quasiment toute sa masse. Il est environ 100 000 fois plus petit que l'atome. Rappelons que l'ordre de grandeur d'un atome est le dixième de nanomètre (1 nm = 10-9 m). Paradoxalement, un atome est donc surtout constitué de vide (structure lacunaire).

Le noyau porte une charge positive due aux éléments chargés positivement dont il est constitué.
Le nombre de charges positives est indiqué par le numéro atomique Z de l'atome. Par exemple, dans la notation de l'atome de sodium, 11Na, le numéro atomique Z est égal à 11, soit 11 charges positives dans le noyau. Remarquons qu'il n'existe aucun autre atome qui possède 11 charges positives dans son noyau.

2. Les électrons
Ils tournent rapidement autour du noyau et de façon aléatoire.
Les physiciens ont établi des lois de probabilité pour indiquer approximativement quelle zone autour du noyau ils occupent à un moment donné.
L'ensemble des électrons d'un atome est appelé cortège électronique.

Quelle que soit la matière, un électron a toujours les mêmes caractéristiques :
- il est négatif ;
- sa masse et sa taille sont négligeables par rapport au noyau de l'atome.

3. Electroneutralité d'un atome
Dans un atome, il y a autant de charges positives dans le noyau que d'électrons (charges négatives) autour du noyau : l' atome est donc toujours électriquement neutre.

Ainsi, dans le cas de l'atome de sodium que nous avons vu précédemment, 11 électrons compensent les 11 charges positives du noyau.

 

L'essentiel

Le noyau, chargé positivement, concentre toute la masse de l'atome. Il est localisé en son centre. Gravitant autour de ce noyau, les électrons sont en nombre suffisant pour compenser ses charges positives.

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