1 Fiche atome Représentation symbolique d`un atome Z est le

Fiche atome
Sources :
http://memoirelyceen.free.fr/sciences/chimie/atomes-ions/COURS%20ATOME.htm
http://www.keepschool.com/cours-fiche-la_classification_periodique_des_elements_.html
http://perso.orange.fr/physique.chimie/1S_Chimie/1_S_Chimie_9_CHIMIE_ORGANIQUE_SA_NAISSANCE_SON_OMNIPRESENC.htm
Représentation symbolique d'un atome
Z est le numéro atomique, c'est le nombre de protons (+) et le nombre d’électrons (-) de
l’atome symbolisé par X : toujours une majuscule, suivie par une minuscule si
nécessaire. Attention aux faux amis : l’azote c’est N, le potassium K, …
A est le nombre de masse d'un noyau, c'est le nombre de nucléons (protons+neutrons)
qu'il contient. Le noyau contient A nucléons dont un nombre Z sont des protons, le
restant = A-Z est le nombre de neutrons.
Les protons et les neutrons sont dans le noyau : ce sont des nucléons.
Nombre de nucléons = A
Nombre de protons = Z
Nombre d’électrons = Z
Nombres de neutrons = A – Z
Les électrons d'un atome sont répartis sur différentes couches électroniques : par convention on
note les couches par des majuscules, et à la 1ère couche on associe la lettre K, L à la deuxième et ainsi de
suite…
Selon le principe de Pauli une couche de numéro n ne peut contenir au plus que 2n² électrons.
Une fois que ce total est atteint, on dit que la couche est saturée.
On a donc comme niveau de saturation :
• K 2
n = 1 couche 1
• L 8
n = 2 couche 2
• M 18
n = 3 couche 3
Les couches se remplissent par ordre croissant, une fois qu'une couche est saturée, les électrons se placent
sur la couche suivante. La couche K est la plus proche du noyau.
La dernière couche où se trouvent des électrons est appelée couche externe (ou couche de valence).
Exemples : dans le cas de l'atome d'hydrogène, Z = 1, il n'a donc qu'un seul électron. Il se place sur
K, et K est donc la couche externe.
On écrit la formule électronique de l'atome ou de l'ion : entre (..) le nom de la couche occupée et le
nombre d'électrons sur cette couche en exposant. Ex: (K)2 (L)8 (M)4 : cet atome a 14 électrons, son numéro
atomique A = 14 ; c’est le 14éme atone de la classification, il est dans la colonne principale n°4 car il a 4
électrons sur sa couche externe, la M. Il est sur la troisième ligne car il a 3 couches électroniques : c’est le
silicium.
En Chimie ne sont intéressants pour nous que les électrons se trouvant sur la couche externe car ce sont
eux qui déterminent les propriétés chimiques des atomes et des ions.
• La représentation de Lewis ne s'attache qu'aux électrons de la couche externe (alors que celle de
Bohr symbolise le noyau et toutes les couches par des cercles munis de bipoints et de points).
• Le noyau et les couches "internes" sont simplement représentés par le symbole de l'élément.
• Les électrons de la couche externe sont représentés par
o Un point s’ils sont "célibataires" : de 1 à 4 maximum
o Un tiret si ils forment un doublet
• La valence d'un atome est égale au nombre d'électrons célibataires sur sa couche externe.
. Il
Exemple: l'atome d'aluminium, Z = 13, sa formule électronique est donc
possède donc 3 électrons libres sur sa couche externe, la M, sa représentation de Lewis est
donc :
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Modèle de Bohr de l’atome de bore : (K)2 (L)4
La classification périodique :
Dans ce tableau, les éléments sont classés par nombre atomique Z croissant. Quelles
sont les significations des 18 (2 + 10 + 6) colonnes et des 7 lignes ?
Tous les éléments d'une même colonne appartiennent à la même famille.
• La première colonne du tableau regroupe les alcalins
• L'avant-dernière les halogènes
• La dernière les gaz nobles
Tous les éléments d'une même famille ont le même nombre d'électrons sur leur couche externe
• Colonne 1 1 électron sur la couche externe ;
• Col 2 2 ; Col 13 3 ; Col 14 4 Col 15 5 ; Col 16 6 ; Col 17 7 ; Col 18 8
Ces éléments ont donc une représentation de Lewis commune : même nombre de points.
Le numéro de la ligne indique le nombre de couches électroniques de l'atome
Si l'élément est sur :
• La 1ère ligne du tableau, seule la couche K est occupée (pas forcément saturée)
• La 2nde ligne du tableau, les couches K et L sont occupées
• Et ainsi de suite…
La règle de l'octet : version 1
Tous les gaz nobles (sauf l'hélium) possèdent 8 électrons sur leur couche externe, cette structure
particulière est appelée structure en octet. Cette structure est particulièrement stable et c'est pourquoi au
cours des réactions chimiques, les atomes des éléments des autres familles tendent à acquérir cette
structure. Ce fait s'appelle la règle de l'octet: Au cours des réactions chimiques les atomes cherchent à
acquérir la structure du gaz noble le plus proche.
Exemples : les Alcalins : lorsqu'ils cèdent l'unique électron de leur couche externe
• ils deviennent des ions chargés positivement : des cations
• ils acquièrent une structure en octet sur leur "nouvelle" couche externe
• ils ont alors la même structure que le gaz noble qui les précède (en numéro Z dans le tableau)
A l'inverse, les halogènes vont gagner un électron et devenir des anions pour avoir la structure en octet du
gaz noble qui les suit dans le tableau de la classification périodique
Règle du duet et règle de l’octet. version 2
Règle du duet : Les atomes proches de l'hélium évoluent pour acquérir deux électrons externes.
Règle de l'octet : Les autres atomes évoluent pour acquérir huit électrons sur leur couche externe.
Ces évolutions aboutissent à des molécules ou à des ions.
En chimie organique, les atomes C : (K)2 (L)4 ; H : (K)1 ; O : (K)2 (L)6 ; N : (K)2 (L)5 donnent
naissance à de nombreuses molécules dans lesquelles l'atome H satisfait à la règle du duet alors que les
atomes C, O et N satisfont à la règle de l'octet.
1. L'atome d'hydrogène formera une liaison covalente avec son voisin, il est monovalent.
2. L'atome d'oxygène formera deux liaisons avec son ou ses voisins, il est divalent.
3. L'atome d'azote, présent dans l'ammoniac, forme trois liaisons avec ses voisins, il est trivalent.
4. L'atome de carbone forme quatre liaisons avec ses voisins, il est dit tétravalent.
Notion d’isotopie : on appelle isotopes des atomes qui ont même numéro atomique Z ; qui porte donc le
même nom ; mais des nombres de masse A, différents. Ils ont donc même nombre de protons, même
nombre d’électrons mais un nombre de neutrons différent.
C’est pourquoi la masse molaire atomique du mélange isotopique naturel n’est pas égale au nombre de
masse A, nombre entier ; mais est un nombre décimal.
Exemple du chlore : Z = 17 ; A = 35 ou 37 ; masse molaire = 35,5 g.mol-1.
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