Modèle et constitution de l'atome- Collège- Physique Chimie - Maxicours

Modèle et constitution de l'atome

Objectifs
  • Décrire la constitution de l'atome.
  • Associer un atome à son modèle.

Niveau préconisé : 3e

Points clés
  • L’atome est une particule très petite, invisible à l’œil nu et qui est à la base de la constitution de la matière. Il y a 118 éléments différents.
  • Un atome est constitué d’un noyau composé de neutrons et de protons et d'électrons.
    • Les protons sont de charge électrique positive.
    • Les neutrons n’ont aucune charge électrique.
    • Les électrons sont de charge électrique négative.
  • Les neutrons et les protons se nomment les nucléons. C’est le nombre A.
  • Les électrons sont représentés par le nombre Z.
  • L’atome est électriquement neutre. C’est-à-dire qu’il y a autant de charges positives dans son noyau (protons) que d’électrons dans son nuage d’électrons. Ce nuage d’électrons s’appelle le cortège électronique.
  • La masse de l’atome est concentrée dans le noyau. La masse des électrons est considérée comme négligeable devant celle du noyau.
  • Un atome est représenté de la façon suivante :
     : symbole de l'élément chimique.
    avec :
    • A : le nombre de nucléons dans le noyau (protons neutrons).
    • Z : nombre de protons du noyau.

 

L'atome est représenté par une sphère délimitée par le nuage électronique dont le centre est le noyau.

1. Le noyau de l'atome
a. Composition du noyau

Le noyau de l'atome est constitué par l’assemblage de particules appelées les nucléons.

Les nucléons sont de 2 sortes :

  • Les protons, de charge électrique positive.
  • Les neutrons, sans charge électrique.
Remarque 
Les masses des particules qui constituent l’atome ne sont pas à connaitre. Il faut retenir qu’elles sont infiniment petites et leur ordre de grandeur, 1027.

Particule Masse (en kg)
Proton mp = 1,673 × 1027 kg
Neutron mn = 1,675 × 1027 kg
b. La représentation symbolique d'un atome

Un atome est représenté de la façon suivante :

Exemples 
Voici la composition des noyaux des éléments chimiques suivants :
  •  : symbole de l’élément lithium.
    Le lithium a un noyau qui possède :
    3 protons et 7  3 4 neutrons.
  •  : symbole de l’élément sodium.
    Le sodium a un noyau qui possède :
    11 protons et 23 – 11 = 12 neutrons.
  •  : symbole de l’élément oxygène.
    L’oxygène a un noyau qui possède :
    8 protons et 16 – 8 = 8 neutrons.
  •  : symbole de l’élément chlore.
    Le chlore a un noyau qui possède :
    17 protons et 35 – 17 = 18 neutrons.
2. Autour du noyau

Un nuage d’électrons gravite autour du noyau atomique. Ce nuage d’électrons est chargé négativement (1 électron = 1 charge négative).

Modèle de l’atome avec :
  • les électrons chargés négativement () ;
  • les protons chargés positivement (+) ;
  • les neutrons qui ne portent pas de charge.

Dans tous les atomes, le nombre de protons est toujours égal au nombre d’électrons car l’atome est électriquement neutre.

Remarques 
  • Le numéro atomique (Z) est égal au nombre de protons (+), qui est aussi égal au nombre d'électrons () car l'atome est électriquement neutre.
  • La masse des électrons est égale à 9,1 × 1031 kg. La masse des électrons est 2000 fois plus petite que celle des protons ou des neutrons.

La masse des électrons est négligeable devant celle du noyau.

Ces électrons sont en perpétuel mouvement autour du noyau. Ils constituent ce que l’on appelle le cortège électronique.

Exemples 
  • L’élément chimique cuivre de formule Cu :

  • L’élément chimique sodium de formule Na :

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