Définition
Atome
L’atome est l’unité de base de la matière. Il est constitué d’un noyau central, très petit mais très dense, qui contient des protons (chargés positivement) et des neutrons (sans charge), et d’un nuage électronique autour du noyau, composé d’électrons (chargés négativement).
Caractéristiques des particules
ParticuleSymboleCharge électriqueMasse approximativeLocalisationProtonp⁺+11 u.m.a (1,67 × 10⁻²⁷ kg)NoyauNeutronn01 u.m.aNoyauÉlectrone⁻–10,0005 u.m.a (~9 × 10⁻³¹ kg)Couches électroniques
Remarques importantes
L’atome est globalement neutre car il possède autant de protons (+) que d’électrons (–). La quasi-totalité de la masse est concentrée dans le noyau. La taille d’un atome est de l’ordre de 10⁻¹⁰ m, tandis que le noyau fait environ 10⁻¹⁵ m.
Grandeurs caractéristiques
Z : numéro atomique = nombre de protons. A : nombre de masse = nombre de nucléons (protons + neutrons). N : nombre de neutrons = A – Z.
Exemple
L’atome de carbone : Symbole : C. Z = 6 → 6 protons → 6 électrons. A = 12 → N = 12 – 6 = 6 neutrons.
Structure de l'atome
La structure de l’atome est fondamentalement basée sur la disposition du noyau et du nuage électronique. Le noyau, constitué de protons et de neutrons, est extrêmement dense comparé à l'espace occupé par l'atome dans son ensemble. Les électrons, quant à eux, évoluent dans des zones appelées couches électroniques.
Noyau atomique
Le noyau atomique est composé de nucléons : les protons, qui portent une charge positive, et les neutrons, qui sont neutres. Les protons et neutrons sont à peu près de la même masse mais occupent un très petit volume au centre de l’atome. La stabilité du noyau dépend de l’équilibre entre protons et neutrons.
Nuage électronique
Le nuage électronique est formé par des électrons qui gravitent autour du noyau dans des orbitales atomiques. Ces électrons sont en mouvement constant et sont attirés par les protons positifs du noyau, ce qui maintient l'intégrité de l'atome. Les couches électroniques sont disposées de manière à minimiser l'énergie de l'atome de manière stable.
Les Isotopes
Les isotopes sont des variantes d’un même élément chimique, qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. Cette variation de nombre de neutrons affecte la masse atomique tout en laissant le numéro atomique inchangé.
Applications et Importance
Comprendre la structure atomique a permis d’énormes avancées scientifiques et technologiques. Depuis la chimie jusqu’à la physique nucléaire, la connaissance de la structure de l’atome est essentielle pour le développement de nouvelles technologies et la compréhension des phénomènes naturels.
A retenir :
La structure atomique est essentielle pour comprendre comment la matière est constituée et fonctionne. Les atomes sont principalement composés d'un noyau dense entouré d'un nuage d'électrons. Le nombre de protons dans le noyau détermine l'identité de l'élément, tandis que le nombre de neutrons peut varier, menant à des isotopes. La compréhension de la structure atomique a révolutionné le domaine scientifique et technologique, influençant la compréhension de la matière et le développement industriel.
