612 Chapitre 23
Atomes et éléments
La masse d’un proton et la masse d’un neutron valent environ une unité de masse atomique. Les
électrons ont une masse beaucoup plus faible (de l’ordre de
1
1840 uma). Nous pouvons alors retenir
qu’en négligeant la masse des électrons et la variation de masse survenant lors de la constitution
du noyau, la masse d’un atome vaut environ A uma.
Une mole est la quantité de matière d’un système qui contient autant d’entités élémentaires
(atomes, ions, électrons...) qu’il y a d’atomes dans exactement 12 g de carbone-12. Une mole
contient un nombre d’entités égal à la constante d’Avogadro, dont la valeur expérimentale approchée est :
N a = 6,022 · 10
23 mol
−1
La masse molaire d’un atome quelconque de masse m est M = mN a .
Cet atome étant composé de A nucléons, on peut dire d’après ce qui précède que m A en
uma, soit m A
1
12 (masse d’un atome de carbone-12) en g. On en déduit que sa masse molaire
M A
1
12 (masse d’une mole de carbone-12) A en g · mol
−1 . Nous pouvons alors retenir que la
masse molaire atomique vaut environ A g · mol
−1 .
Attardons-nous maintenant sur quelques définitions essentielles pour la description de la matière.
Un nucléide est un ensemble d’atomes et d’ions dont les noyaux contiennent le même nombre
de protons et le même nombre de neutrons, soit les mêmes Z et N . En pratique, pour identifier
un nucléide, on utilise le nombre de masse A = Z + N . Son symbole est :
A
Z X
Définition : Nucléide
Exemples : le carbone-12 :
12
6 C, le fer-56 :
56
26 Fe, l’hydrogène-1 :
1
1 H.
Un élément chimique est l’ensemble des atomes et des ions ayant le même numéro atomique Z.
Son symbole est :
Z X
Définition : Élément chimique
Exemples : le carbone : 6 C, le fer : 26 Fe, l’hydrogène : 1 H.
Comment appelle-t-on deux nucléides différents d’un même élément chimique ?
Ce sont des isotopes.
Les isotopes d’un même élément chimique sont caractérisés par le même numéro atomique Z
mais se différencient par leur nombre de masse. Ils possèdent donc un même nombre de protons
mais un nombre différent de neutrons.
Définition : Isotopes
Nous pouvons citer par exemple les principaux isotopes de l’élément carbone : le carbone-12 (
12
6 C),
le carbone-13 (
13
6 C) et le carbone-14 (
14
6 C). Tous les isotopes d’un même élément chimique portent
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Atomes et éléments
La masse d’un proton et la masse d’un neutron valent environ une unité de masse atomique. Les
électrons ont une masse beaucoup plus faible (de l’ordre de
1
1840 uma). Nous pouvons alors retenir
qu’en négligeant la masse des électrons et la variation de masse survenant lors de la constitution
du noyau, la masse d’un atome vaut environ A uma.
Une mole est la quantité de matière d’un système qui contient autant d’entités élémentaires
(atomes, ions, électrons...) qu’il y a d’atomes dans exactement 12 g de carbone-12. Une mole
contient un nombre d’entités égal à la constante d’Avogadro, dont la valeur expérimentale approchée est :
N a = 6,022 · 10
23 mol
−1
La masse molaire d’un atome quelconque de masse m est M = mN a .
Cet atome étant composé de A nucléons, on peut dire d’après ce qui précède que m A en
uma, soit m A
1
12 (masse d’un atome de carbone-12) en g. On en déduit que sa masse molaire
M A
1
12 (masse d’une mole de carbone-12) A en g · mol
−1 . Nous pouvons alors retenir que la
masse molaire atomique vaut environ A g · mol
−1 .
Attardons-nous maintenant sur quelques définitions essentielles pour la description de la matière.
Un nucléide est un ensemble d’atomes et d’ions dont les noyaux contiennent le même nombre
de protons et le même nombre de neutrons, soit les mêmes Z et N . En pratique, pour identifier
un nucléide, on utilise le nombre de masse A = Z + N . Son symbole est :
A
Z X
Définition : Nucléide
Exemples : le carbone-12 :
12
6 C, le fer-56 :
56
26 Fe, l’hydrogène-1 :
1
1 H.
Un élément chimique est l’ensemble des atomes et des ions ayant le même numéro atomique Z.
Son symbole est :
Z X
Définition : Élément chimique
Exemples : le carbone : 6 C, le fer : 26 Fe, l’hydrogène : 1 H.
Comment appelle-t-on deux nucléides différents d’un même élément chimique ?
Ce sont des isotopes.
Les isotopes d’un même élément chimique sont caractérisés par le même numéro atomique Z
mais se différencient par leur nombre de masse. Ils possèdent donc un même nombre de protons
mais un nombre différent de neutrons.
Définition : Isotopes
Nous pouvons citer par exemple les principaux isotopes de l’élément carbone : le carbone-12 (
12
6 C),
le carbone-13 (
13
6 C) et le carbone-14 (
14
6 C). Tous les isotopes d’un même élément chimique portent
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