Les atomes

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Expérience de RUTHERFORD

 
 

Expérience de RUTHERFORD
On intercale entre une source de particule et un écran florissant très mince d'épaisseur 1µm, on note sur l'écran les impacts des particules alpha. On constate que certaines particules traversent la feuille d'or sans être déviée, d'autres sont déviées. Les particules alpha sont chargées d'électricité positive. La dérivée prouve qu'il y'a dans la feuille des parties chargées positives. La feuille d'or possède des vides d'où la traversée sans déviation. On conclut que la matière est faite de vide. Elle a une structure lacunaire. Les particules chargées positives sont appelées noyau atomique. L'atome contient donc un noyau de très petite dimension chargé d'électricité positive.

 

Les électrons

Au tour du noyau gravite sans cesse des particules chargées d'électricité négative. Ce sont les électrons. On définit l'atome comme étant une portion d'espace de l'ordre 1Å=10-10 pratiquement vide ayant en son centre un noyau chargé d'électricité positive autour duquel gravite des électrons chargés d'électricité négative. LA structure de l'atome ainsi définie représente la structure de la matière. L'atome de nature est électriquement neutre, c'est-à-dire que la somme des charges positives est égale à la somme des charges négative.


Etude du noyau

Le noyau renferme les nucléons qui sont: les protons et les neutrons
Proton:

  • masse: mp = 1,67 x 10-27 Kg
  • Charge: qp = +1,6 x 10-19 C

Neutron:

  • Charge: qn = 0
  • masse: mn = mp

Un noyau est défini par son nombre de charge ou encore nombre de proton noté Z et son nombre de masse ou encore nombre de nucléon noté A. Si N est le nombre de neutron, on a A=N+Z. On représente un noyau comme ceci XAZ. X représente le symbole de l'élément A en haut, le nombre de masse et Z en bas, le nombre de charge.


Isotopes

 

On appelle isotope des noyaux qui ont même nombre de charge Z et de nombre de masse A différent.

Isotopes

 


Répartition des électrons dans l'atome

 

Caractéristiques de l'électron

 

Sa masse me = 9,1x10-31 Kg et sa charge qe=-1,6x10-19C.
Le nombre d'électron est égal au nombre de proton Z. Pour un atome électriquement neutre. Dans l'atome les électrons vont se repartir en couche électronique ou niveau d'énergie. Chaque couche électronique est caractérisée par son nombre quantique principal noté n. On aura:

 

Couche

K

L

M

N

O

P

n

1

2

3

4

5

6

 


Chaque couche électrique de nombre quantique n peut contenir au maximum 2n2.
Les électrons occupent d'abord les couches les plus basses, c'est-à-dire qu'ils occuperont d'abord les couches K, L, M etc. On ne peut remplir la couche suivante que lorsque la couche suivante que lorsque la couche précédente est saturée, c'est-à-dire lorsqu'elle contient son nombre maximal d'électron. Ceci nous permet de donner la formule électronique d'un atome.
Exemple de formule électrique du sodium
Sodium NA
Z = 11
K2L8M1
La dernière couche qui occupe ces électrons ne doit pas avoir plus de 8 électrons. Cette couche périphérique ou encore la couche externe. Les électrons de cette couche sont les électrons périphériques de valence.
Argon Ar10 Z = 18
K2L8M8

 

Représentation de LEWIS

 

LEWIS s'intéresse aux électrons périphériques qui peuvent soient être appariés pour former un doublé d'électron ou être seul, dans ce cas on dit que c'est un électron célibataire. LEWIS représente par un point l'électron célibataire et par un tiret le doublé d'électron.

 

Représentation de LEWIS