Les éléments chimiques : L’atome. I)

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Les éléments chimiques : L’atome.

I) Les éléments chimiques :

L’air, l’eau et la terre ont dans leur constitution des éléments en commun :

……….

Les autres éléments qui interviennent dans leur constitution sont : l’azote, le carbone etc.…

Ils existent dans la nature …… éléments distincts, l’homme en a créé ………, chacun de ces éléments est représenté par un symbole. Chaque symbole est représenté par ………, la première étant toujours une ………, la deuxième étant toujours une ……….

Exemple : Carbone …… Oxygène ……

Cuivre …… Hydrogène ……

Azote …… Chlore ……

Sodium …… Fer ……

II) L’atome :

1) Composition d’un atome :

La matière est constituée de particules appelées ……….

L’atome est constitué de deux parties :

- Un ……… contenant des ……… (électriquement neutres) et des ……… (électriquement positifs).

- Un nuage ou cortège ……… (électriquement négatifs) gravitant autour du noyau.

Électrons

Protons Neutrons

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L’atome étant électriquement neutre, les charges du proton et de l’électron étant égales en valeur absolue, nous pouvons dire qu’il y a ………

dans un atome.

2) Symbolisation de l’atome :

On symbolise l’atome à partir des lettres représentant l’élément auxquelles on affecte deux nombres.

Si X correspond à l’élément et A et Z les nombres caractéristiques de cet atome, on représentera celui-ci de la façon suivante :

AX

Z

A est appelé ………, il correspond à la constitution du noyau (Nombre de

……… + nombre de ………) A = p⁺ + n

Z est appelé ………, il correspond au nombre de charges négatives donc au nombre de charges positives. Z = p⁺ = e^-

Z est également appelé ……….

Exemple : ²³₁₁Na

Z = 11  l’atome contient …… protons et …… électrons.

A = 23  l’atome contient ……… neutrons

Exercice : Donner la composition en électrons, protons et neutrons des atomes suivants : P

31

15 ₁₇³⁵Cl ₁₂²⁴Mg

e^- e^- e^-

p⁺ p⁺ p⁺

n n n

3) Les isotopes .

Des isotopes sont des atomes qui ont un même nombre ………, mais des nombres de ……… différents.

Exemple : ²³⁸92U et ²³⁵92U L’uranium 235 est utilisé dans les centrales nucléaires.

e^- e^-

p⁺ p⁺

n n

4) Structure électronique, niveaux d’énergie.

Les électrons sont répartis autour du noyau selon des niveaux d’énergie.

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- le premier niveau correspond aux électrons les plus liés aux atomes. Il peut contenir …… électrons au maximum.

- Le deuxième niveau peut contenir …… électrons au maximum.

- Le troisième niveau peut également contenir …… électrons au maximum (normalement 18 mais hors programme).

Plusieurs chimistes ont proposé des modèles de représentation des atomes, nous en retiendrons deux.

a) Représentation suivant le modèle de Bohr :

Les niveaux d’énergie sont représentés par des cercles concentriques. Le premier niveau correspond à la couche k, le deuxième à la couche L, puis m etc. …

Noyau Couche k

Couche L Couche m

On commence toujours par compléter la couche de niveau d’énergie le plus important, c’est à dire la couche k, puis on complète la couche L etc. …

On rajoute chaque électron sur une même couche en tournant dans le même sens.

Exemples :

L’hydrogène ₁¹H L’oxygène ¹⁶8O Le soufre 16³²S

b) Le modèle de Lewis :

On ne représente que le niveau d’énergie le plus faible, c’est à dire la dernière couche électronique. Un électron célibataire sera représenté par : 

Un doublet d’électrons sera représenté par : -

(4)

Exemple : Le soufre ³²₁₆S

La couche M contient ………… électrons célibataires et ………… doublets électroniques, la représentation suivant le modèle de Lewis sera la suivante :

S

Exercice : Représenter l’hydrogène et l’Oxygène suivant le modèle de Lewis.

H O

5) Classification périodique des éléments :

Le russe Dimitri MENDELEEV en 1869 a proposé une classification des éléments en fonction de leur propriété chimique. Avec la découverte de l’atome, de l’électron etc … Cette classification s ‘avère juste et est devenue la classification périodique des éléments.

Dans la classification périodique :

- Les éléments sont classés ……….

- Une colonne est constituée d’éléments dont les atomes ont le même nombre

……… sur leur couche externe.

- Une ligne est constituée d’éléments dont les atomes ont le même nombre de

……….

Ligne 1 couche K Ligne 2 couche L Ligne 3 couche M Ligne 4 couche N

Puisque la classification indique que les éléments d’une même colonne ont des propriétés chimiques voisines, nous admettrons que les propriétés chimiques sont déterminées par la

……… des atomes.

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Classification périodique des éléments

Principales

colonnes Principales colonnes

Couche Période I II Nombre de

masse de l’isotope le plus abondant : A 

III IV V VI VII VIII

K 1

H

hydrogène 1,01

ZAX

nom M

M : masse molaire atomique

 (g/mol) du mélange isotopique naturel

He

Hélium 4,00 Numéro atomique : Z 

L 2 ^

Li

lithium 6,94

Be

bérylium 9,01

B

Bore 10,8

C

Carbone 12,0

N

Azote 14,0

O

Oxygène 16,0

F

Fluor 19,0

Ne

Néon 20,2

M 3 ^

Na

sodium 23,0

Mg

magnésium

24,3 Éléments de transition ^

A

Aluminium 27,0

Si

Silicium 28,1

P

Phosphore 31,0

S

Soufre 32,1

C

Chlore 35,5

Ar

Argon 39,9

N 4 ^

K

potassium 39,1

Ca

calcium 40,1

Sc

scandium 45,0

Ti

titane 47,9

V

Vanadium 50,9

Cr

Chrome 52,0

Mn

Manganèse 54,9

Fe

Fer 55,8

Co

Cobalt 58,9

Ni

Nickel 58,7

Cu

Cuivre 63,5

Zn

Zinc 65,4

Ga

gallium 69,7

Ge

germanium 72,6

As

Arsenic 74,9

Se

sélénium 79,0

Br

brome 79,9

Kr

krypton 83,6

O 5 ^

Rb

rubidium 85,5

Sr

strontium 87,6

Y

yttrium 88,9

Zr

zirconium 91,2

Nb

niobium 92,9

Mo

molybdène 95,9

Tc

technétium 99,0

Ru

ruthénium 101,1

Rh

Rhodium 102,9

Pd

palladium 106,4

Ag

argent 107,9

Cd

cadmium 112,4

In

indium 114,8

Sn

étain 118,7

Sb

antimoine 121,8

Te

tellure 127,6

I

iode 126,9

Xe

xénon 131,3

P 6 ^

Cs

césium 132,9

Ba

baryum

137,3 ^{57 à 71} lanthanides

Hf

hafnium 178,5

Ta

tantale 180,9

W

tungstène 183,9

Re

rhénium 186,2

Os

osmium 190,2

Ir

iridium 192,2

Pt

platine 195,1

Au

or 197,0

Hg

mercure 200,6

T

thallium 204,4

Pb

plomb 207,2

Bi

bismuth 209,9

Po

polonium 210

At

astate 210

Rn

radon 222

Q 7 ^

Fr

francium 223

Ra

radium 226,1

89 à 103 actinides

Rf

ruther- fordium

261

Db

dubnium 262

Sg

seabor- gium

20,2

Bh

Bohrium 264

Hs

Hassium 269

Mt

meitnerium 268



Uun Unun- nilium 269



Uuu Unun- unium

272



Uub Ununbium

277



Uuq Unun- quadium

285



Uuh Unun- hexium

289



Uuo Unun- octium

293

La

lanthane 138,9

Ce

Cérium 140,1

Pr

praséodyme 140,9

Nd

néodyme 144,2

Pm

promé- thium 145

Sm

samarium 150,4

Eu

europium 152,0

Gd

gadonium 12,0

Tb

terbium 158,9

Dy

dyspro- sium 162,5

Ho

holmium 164,9

Er

erbium 167,3

Tm

thulium 168,9

Yb

ytterbium 173,0

Lu

lutétium 175,0

Ac

actinium 227

Th

thorium 232

Pa

proactinium 231

U

uranium 238,0

Np

neptunium 237,0

Pu

plutonium 242,0

Am

Amé- ricium

243

Cm

Curium 247,0

Bk

berkélium 249,0

Cf

cali- fornium

249

Es

einsteinium 254

Fm

fermium 255,0

Md

mendè- lévium 256

No

nobélium 253,0

Lw

lawrencium 257

Métaux

alcalins Alcalino-

terreux Autres

métaux Non

métaux Halo-

gènes

Gaz rares