Exercice 1.2
a) Dans le tableau périodique, la masse molaire atomique du carbone est 12,011 g/mol.
Expliquez pourquoi aucun isotope du carbone présent dans le tableau 1.2 (voir page
précédente) ne possède cette masse molaire.
b) Le bore possède deux isotopes :
10
B et
11
B. Sachant que la masse molaire ato mique
du bore indiquée dans le tableau périodique est 10,811 g/mol, donnez votre
conclusion qualitative sur l’abondance relative de ces isotopes.
Exercice 1.3 Considérez la composition des espèces suivantes.
Espèce
Nombre de protons
Nombre de neutrons
Nombre d’électrons
I
35
44
36
II
20
28
18
III
17
20
18
IV
18
20
18
V
47
60
47
VI
18
22
18
a) Pour chaque espèce présente dans le tableau, précisez s’il s’agit d’un atome,
d’un cation ou d’un anion. Déterminez le symbolisme de chaque espèce.
b) Lesquelles forment une paire d’isotopes ?
c) Laquelle a pour nombre de masse 37 ?
Z Rappel des dé?nitions de masse
atomique, de mole et de masse
molaire
cheneliere.ca/chimieorganique
1.2 Orbitales atomiques
En chimie organique, les notions faisant référence au noyau atomique sont très peu
employées. En contrepartie, les électrons sont sans cesse utilisés pour expliquer les
concepts chimiques tels que la réactivité des composés et la formation des liaisons entre
les atomes constituant les molécules. Pour cette raison, il est primordial de revoir brièvement certains concepts de la mécanique quantique et la notion d’orbitales atomiques.
En 1913, Niels Bohr (1885­1962) conçoit un modèle de l’atome d’hydrogène dans
lequel l’électron circule autour du noyau selon des orbites xes auxquelles sont associées des énergies spéciques. Peu de temps après la publication de cette théorie révolutionnaire, plusieurs points restent toutefois à éclaircir. En effet, seuls l’hydrogène et
les atomes monoélectroniques respectent ce modèle. De plus, des raies additionnelles
apparaissent dans le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène lorsque ce dernier est
soumis à un champ magnétique extérieur, ce qui soulève de nouvelles interrogations. Il
devient rapidement évident que ce modèle atomique présente des lacunes.
En 1924, le physicien français Louis de Broglie (1892­1977) formule le concept de
la nature dualiste de la matière telle que l’électron. Il parvient ainsi à quantier la
longueur d’onde, et donc l’énergie de l’électron dans l’atome d’hydrogène.
Une particule qui se comporte comme une onde peut­elle être localisable ? Le physicien allemand Werner Heisenberg (1901­1976), grâce à une équation mathématique,
décrit l’impossibilité de déterminer la position exacte d’un électron, une particule subatomique ayant des caractéristiques ondulatoires. Son équation porte sur deux paramètres, soit l’incertitude sur la position d’une particule et l’incertitude sur la quantité de
mouvement. Grâce à celle­ci, il formule ce qui est connu aujourd’hui comme le principe d’incertitude d’Heisenberg qui stipule l’impossibilité de connaître précisément et
simultanément la quantité de mouvement et la position exacte d’une particule.
La nature dualiste de la
matière stipule que la matière
possède à la fois des propriétés
corpusculaires et ondulatoires.
Par exemple, l’électron se comporte à la fois comme une
particule et comme une
onde stationnaire.
REMARQUE
4
Chapitre 1 Notions fondamentales