L’atome

Les particules de l’atome

Masse de l’atome

La masse d’un atome est principalement concentrée dans le noyau. Elle est donnée par la formule :

m_atome ≈ A × m_nucléon

Où :

• A est le nombre de nucléons (protons + neutrons)
• m_nucléon ≈ 1,67 × 10⁻²⁷ kg

Exemple pour le carbone 12 :
A = 12 donc m_atome ≈ 12 × 1,67 × 10⁻²⁷ = 2,00 × 10⁻²⁶ kg

Charge électrique de l’atome

Un atome neutre possède autant de protons que d’électrons, donc sa charge totale est : 0 C

Si l’atome perd ou gagne des électrons, il devient un ion :

• Cation : perte d’électrons → charge positive
• Anion : gain d’électrons → charge négative

Définition d’un élément chimique

Un élément chimique est ce qui est commun aux espèces chimiques (atomes, ions, molécules) qui ont en commun le même nombre de protons dans un noyau, c’est-à-dire le même numéro atomique Z.

Exemples d’éléments chimiques et leurs espèces associées

À retenir

Configuration électronique des atomes

Les électrons se répartissent dans des niveaux et sous-niveaux d’énergie autour du noyau. On les place dans l’ordre croissant d’énergie :

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → ...

Chaque sous-niveau peut contenir :

• s : 2 électrons
• p : 6 électrons

Exemples de configurations électroniques

• Hydrogène (Z = 1) → 1s¹
• Carbone (Z = 6) → 1s² 2s² 2p²
• Oxygène (Z = 8) → 1s² 2s² 2p⁴
• Fluor (Z = 9) → 1s² 2s² 2p⁵
• Néon (Z = 10) → 1s² 2s² 2p⁶

La règle de l'octet

Un atome est stable lorsqu’il possède 8 électrons sur sa couche externe. Les gaz nobles comme le néon respectent naturellement cette règle.

Les autres atomes cherchent à atteindre l’octet en :

• Gagnant des électrons (ex : F^-)
• Perdant des électrons (ex : Na⁺)
• Partageant des électrons → formation de molécules

Le partage d’électrons dans les molécules

Quand deux atomes partagent des électrons, ils forment une liaison covalente. Cela leur permet d’atteindre l’octet sans devenir des ions.

Exemple : molécule de dioxygène (O₂)

Chaque atome d’oxygène a 6 électrons sur sa couche externe. En partageant 2 électrons chacun, ils forment une double liaison covalente et atteignent 8 électrons.

Exemple : molécule d’eau (H₂O)

L’oxygène a 6 électrons sur sa couche externe. Il partage 1 électron avec chaque atome d’hydrogène. Chaque hydrogène partage 1 électron avec l’oxygène. Résultat : l’oxygène atteint 8 électrons, et chaque hydrogène atteint 2 électrons (règle du duet).

Exemple : molécule de méthane (CH₄)

Le carbone a 4 électrons sur sa couche externe. Il partage 1 électron avec chacun des 4 hydrogènes. Il atteint ainsi 8 électrons sur sa couche externe.

À retenir

• Les atomes cherchent à atteindre 8 électrons sur leur couche externe (règle de l’octet)
• Ils peuvent y parvenir en partageant des électrons → formation de liaisons covalentes
• Les molécules sont des assemblages d’atomes liés par le partage d’électrons