Lernzettel: Structure et propriétés de l’atome

📋 Plan du Cours

1. Notation et composition de l’atome
2. Particules et quantité de matière
3. Ordres de grandeur atomiques

📖 1. Notation et composition de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Nombre de masse : A correspond au nombre total de nucléons, c’est-à-dire de protons et de neutrons, de l’atome.
• Numéro atomique : Z correspond au nombre de protons du noyau et identifie l’élément chimique.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le nombre de neutrons d’un atome vérifie $N = A - Z$.

• Un atome neutre possède Z électrons, tandis que pour un ion son nombre d’électrons est égal à Z moins la charge.

📖 2. Particules et quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Un groupe de 6,022 × 10²³ particules identiques.

★ À maîtriser

• Le proton porte une charge de +1,6 × 10⁻¹⁹ C et une masse d’environ 10⁻²⁷ kg.

• Le neutron est électriquement neutre et possède une masse d’environ 10⁻²⁷ kg.

• L’électron porte une charge de −1,6 × 10⁻¹⁹ C et une masse d’environ 10⁻³⁰ kg.

Compléments

• Le nombre d’Avogadro vaut $N_A = 6{,}022 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ et correspond au nombre d’atomes contenus dans 12,00 g de carbone 12.

📖 3. Ordres de grandeur atomiques

★ À maîtriser

• Le noyau a un diamètre d’environ 10⁻¹⁵ m, soit 1 femtomètre, tandis que l’atome a un diamètre d’environ 10⁻¹⁰ m, soit 1 ångström.

• La masse du proton et celle du neutron sont approximativement égales à 2 000 fois la masse de l’électron.

• Le volume de l’atome correspond au volume du cortège électronique, tandis que sa masse est concentrée dans le noyau.

Compléments

• Le noyau est chargé positivement Z fois et possède une masse volumique très grande.

• Les rayons atomiques indiqués sont d’environ 0,37 Å pour l’hydrogène, 1 Å pour le chlore et 2,7 Å pour le césium.

• La matière est discontinue et lacunaire, avec des électrons en mouvement autour du noyau.

• La mécanique classique de Newton, développée aux XVIIe et XVIIIe siècles, n’est plus applicable pour décrire l’atome.

💡 Astuce mémo

Petit noyau massif, grand cortège électronique

📊 Tableaux de synthèse

Particules constitutives de l’atome

Particule	Charge	Masse
Proton	+1,6 × 10⁻¹⁹ C	≈10⁻²⁷ kg
Neutron	0	≈10⁻²⁷ kg
Électron	−1,6 × 10⁻¹⁹ C	≈10⁻³⁰ kg