La Structure de l’atome Flashcards
Une molécule
une unité formée d’au moins 2 atomes unis par des liaisons covalentes selon un arrangement donné
L’élément
une substance qu’on ne peut séparer en des substances plus simples via des réactions chimiques. A l’échelle microscopique, il est constitué d’atomes d’un seul type
Le composé
une substance formée d’atomes appartenant à au moins 2 types d’éléments différents
Toute matière dont la composition et les propriétés sont variables d’un échantillon à l’autre (proportions variables) est appelée
un mélange
les mélanges homogènes
on ne distingue pas les différents composants du mélange, on dit que les phases sont miscibles, ex : de l’eau avec du sirop
les mélanges hétérogènes
on peut distinguer à l’œil nu les différents composants du mélange : ex de l’eau boueuse
La matière est divisible (ex : bâton de bois cassé en 2) mais elle connaît une limite de division qu’on appelle
discontinuité de la matière
La notion d’atome, apparaît en
entre le 18 et le 19ème siècle, fondation moderne de la matière : Lavoisier, Proust, Dalton.
Chaque atome d’un élément dont le nom est symbolisé par E est constitué
d’un noyau renfermant Z proton(s) de charge(s) positive(s) et N neutrons, de charge(s) nulle(s)
Lorsque l’atome est neutre
le nombre de charge positive est égal au nombre de charges négative c’est-à-dire l’atome compte Z électron(s)
Si on enlève n électron(s) à l’atome, il devient
un cation, de charge globale positive (on aura alors Z – n e-)
si on ajoute n électron(s) à l’atome, il devient
un anion, de charge globale négative (on aura alors Z + n e-)
Un élément correspond
à l’ensemble des atomes ou des ions ayant le même numéro atomique Z (ex: Fe, Fe2+, Fe3+)
nucléide
l’ensemble des atomes dont les noyaux contiennent le même nombre de protons (Z) et le même nombre de neutrons (N)
isotope
se défini par Z, mais N est différent et par conséquent A également.
A=
Z+N, A est appelé le nombre de masse car le poids des électrons par rapport au poids des nucléons (protons et neutrons dans le noyau) est négligeable. L’écriture conventionnelle est : AZE
l’électron (charge élémentaire) a une masse de ……. et une charge de ……
masse de 9,110 . 10-31 kg et une charge e = - 1,60219 . 10-19 C (Coulomb
Le neutron a une masse égale à …… et une charge …..
Le neutron a une masse égale à 1,6747 . 10-27 kg et une charge e = 0 C (Coulomb
Le proton a une masse de …. et une charge …..
Le proton a une masse de 1,6724 . 10-27 kg et une charge : e = + 1,60219.10-19 C (Coulomb
lorsque la matière est excitée, elle
émet de la lumière
L’émission de lumière par les atomes ne se fait jamais selon un spectre continu. On parle de
spectres de raies (caractéristiques d’un élément). Cette émission discontinue vient du fait que les atomes possèdent des niveaux d’énergie parfaitement définis
la relation l’énergie E et la longueur d’onde λ qui montre que ces 2 valeurs évoluent en sens opposé,On écrit : E =….
E = hν = hc/ λ. Avec : E l’énergie en Joules, h la constante de Planck = 6,63.10-34 J.s, ν la fréquence (Hertz ou s-1) de l’onde, O la longueur d’onde en m, et c la vitesse de la lumière dans le vide = 2,99.108 ms-1
hydrogénoïdes
tout atome autre que H possédant un seul électron (ex : He+, Li2+….
Les niveaux d’énergies de tous les atomes sont parfaitement définis (quantifiés). Il existe deux types de transitions d’énergie
l’excitation appelée aussi absorption qui fait passer d’un niveau inférieur à un niveau supérieur (sachant que l’apport d’énergie sur l’atome que l’on va exciter doit être égale exactement à la différence entre deux niveaux)
désexcitation (appelée aussi émission)
la matière cherchera à revenir à un état plus stable, donc, un niveau d’énergie plus bas (plus négatif)
Cette variation d’énergie (absorption ou émission) s’écrit pour pour l’atome d’hydrogène/hydrogénoïdes : ΔE =…
ΔE = - 13,6 .Z2 ( 1 - 1 ) eV avec n1 et n2 niveaux de départs et n12 n22 d’arrivée
La théorie quantique pose les postulats suivants
l’atome possède une énergie quantifiée et négative. D’autre part, chaque électron est dans un état particulier dit stationnaire (pas de rayonnement d’énergie) et on caractérise l’état de l’électron grâce à 4 nombres quantiques : n, l, m, s. Ainsi, tout ce qu’on peut connaître de chaque électron est relié à n, l, m, s.
n
nombre quantique principal entier positif non nul est la couche (période/ligne) (n=1 couche K, n=2 couche L, n=3 couche M…)
l
nombre quantique secondaire : 0 d l d n-1 c’est la sous-couche, entier positif. Si l=0 alors on est sur une sous-couche s, l=1 sous couche p, l= 2 sous couche d et l=3 sous couche f (suffisant pour le niveau de ce cours).
m
nombre quantique magnétique donne le nombre de cases quantiques encore appelées orbitales (à peu près la trajectoire de l’électron autour du noyau) : -l d m d +l entier. Si l=0 alors m=0 donc 1 seule case s, si l=2 on aura m=-1, 0 ou +1 donc 3 cases… s nombre quantique de spin : +1/2 ou – 1/2
les électrons sont rangés en groupes dans l’ordre des « n » croissants :
(1s) (2s2p) (3s3p) (3d)
4s4p) (4d) (4f) (5s,5p
un électron ne s’écrante pas lui-même
chaque électron d’un même groupe « écrante » 0,35 ses voisins x un électron 1s écrante 0,31 pour l’autre électron 1s
pour des électrons (ns,np) chaque électron d’un groupe (n -1) écrante
0.85
pour des électrons nd chaque électron d’un groupe précédent écrante 1 x chaque électron d’un groupe profond écrante
1
chaque électron d’un groupe suivant écrante
0 (électron supposé plus externe et effet d’écran nul)
Pour Na on a : Z = 11 donc la configuration s’écrira 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 Donc électron de valence =
électron 3s
