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Les constituants de l'atome

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Objectifs : Tous les matériaux sont constitués de particules extrêmement petites, appelées atomes. Contrairement à ce que croyaient les scientifiques autrefois, on sait depuis le début du XXe siècle que l'atome n'est pas une « boule incassable », mais qu'il est lui-même constitué d'autres particules.
Quelles sont ces particules et leurs propriétés ?

1. Les dimensions de l'atome

Les atomes sont si petits que l'on ne peut pas les visualiser à avec un microscope ordinaire.
L'ordre de grandeur d'un atome est le dixième de nanomètre (1 nm = 10^-9 m) : un grain de sable est environ un million de fois plus gros qu'un atome ! Il faut donc mettre plusieurs milliards d'atomes bout à bout pour obtenir une rangée d'un mètre de long !

Les atomes sont également très légers : par exemple, il faut à peu près 6.10²³ atomes d'hydrogène pour constituer 1 gramme d'hydrogène !

2. Charges électriques

Le noyau, placé au centre de l'atome, est porteur de charges positives. Les électrons, en mouvement autour du noyau, constituent « le cortège électronique » ; ils sont chargés négativement.

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.

Un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons donne un ion positif et un atome qui a gagné un ou plusieurs électrons donne un ion négatif.

3. Répartition des masses

Les électrons ont une masse beaucoup plus faible que celle du noyau. La masse d'un atome est donc concentrée dans son noyau : pour un atome de fer, la masse du noyau est 4 000 fois supérieure à celle de l'ensemble des électrons. m(atome) = m(noyau) + m(des électrons) = m(noyau).

L'essentiel

Chaque atome est constitué par un noyau, chargé positivement, autour duquel se déplacent des électrons, chargés négativement.
L'atome est électriquement neutre.

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