Structure et calculs atomiques

Fiche Récapitulative : La Matière et l'Atome

Cette fiche fournit un aperçu essentiel de la constitution de l'atome, de ses propriétés et des calculs associés, incluant la quantité de matière.

Constitution de l'Atome

• Un atome est composé d'un noyau et d'un nuage électronique (cortège électronique).

• Le noyau contient des nucléons :

  • Protons : chargés positivement (+).

  • Neutrons : sans charge (-).

• Le nuage électronique contient des électrons : chargés négativement (-).

• Entre le noyau et les électrons, il y a du vide (structure lacunaire).

• Un atome est globalement neutre : le nombre de protons est égal au nombre d'électrons.

Représentation Symbolique de l'Atome

^AX_Z

• X : Symbole de l'atome (ex: Na pour le sodium).

• A : Nombre de masse (nombre total de nucléons = protons + neutrons).

• Z : Numéro atomique (nombre de protons).

Comment déterminer les particules ?

• Nombre de protons (+) : Égal à Z.

• Nombre d'électrons (-) : Égal à Z (pour un atome neutre).

• Nombre de nucléons : Égal à A.

• Nombre de neutrons : Calculé par A - Z.

Exemple : Sodium (Na)

²³Na₁₁

• Nombre de protons : 11

• Nombre d'électrons : 11

• Nombre de nucléons : 23

• Nombre de neutrons :

Dimensions et Masse de l'Atome

• Dimensions :

  • Noyau : m

  • Atome : m

• Masse :

  • L'essentiel de la masse de l'atome se trouve dans le noyau.

  • La masse des électrons est négligeable.

  • Masse de l'atome Masse du noyau A m_nucléon.

  • Masse d'un nucléon : kg.

Isotopes

• Des atomes isotopes ont le même Z (même nombre de protons) mais un A différent (nombre de neutrons différent et donc nombre de nucléons différent).

• Exemple :

  • ¹²C : 6 protons, 6 neutrons

  • ¹⁴C : 6 protons, 8 neutrons

La Mole et la Quantité de Matière

• Les chimistes regroupent les entités (atomes, molécules, ions) en paquets.

• Un paquet représente 1 mole (1 mol).

• 1 mol contient entités. Ce nombre est le nombre d'Avogadro (N_A).

• La quantité de matière est le nombre de moles contenues dans un échantillon.

Calculs Liés à la Quantité de Matière (Exemple des globules rouges)

Un homme de 70 kg a 5 L de sang. Chaque mm³ de sang contient 5 600 000 globules rouges. Chaque globule rouge contient 4 atomes de fer.

1. Nombre de globules rouges dans 5 L de sang :

   • (car et )

   • Nombre de globules : globules rouges.

2. Nombre d'atomes de fer :

   • atomes de fer.

3. Quantité de matière de fer (en moles) :

   • Nombre de moles = .

4. Masse de fer dans le corps (si 1 mol de fer = 55,8 g) :

   • Masse de fer = Quantité de matière Masse molaire = $1,86 \times 10^{-10} \text{ mol} \times 55,8 \text</p></li></ul></li></ol><p style="text-align: left;"></p>{ g/mol} \approx \textbf{1,038} \times \textbf{10}^{-8} \text{ g}$.