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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 74 — #82
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
celui d’un atome. Il découvrit par la suite que la charge positive présente dans l’atome était
due à des particules qu’il nomma protons . Ces particules ont une charge positive égale en valeur absolue à celle d’un électron. La masse du proton est quasiment la même que celle d’un
atome d’hydrogène, mais 1836 fois supérieure à celle d’un électron. Différentes expériences
ont montré que la masse du noyau ne peut pas être attribuée aux seuls protons. C’est en 1932
que J. CHADWICK mit en évidence le neutron. Le neutron possède une masse légèrement
supérieure à celle du proton et ne possède pas de charge électrique. Les caractéristiques des
particules subatomiques sont ainsi résumées :
Particule
masse / kg
charge / C
Électron
9, 1094.10 −31
−1, 602.10 −19
Proton
1, 6726.10 −27
1, 602.10 −19
Neutron
1, 6749.10 −27
0
Composition du noyau ; notion d’élément chimique
L’atome est ainsi constitué d’un noyau (association de protons et de neutrons) autour duquel se trouvent les électrons. L’interaction qui assure la cohésion de l’atome est d’origine
électromagnétique : attraction entre les électrons (chargés négativement, en mouvement autour du noyau) et les protons (chargés positivement, situés dans le noyau de l’atome).
Le numéro atomique (noté Z) correspond au nombre de protons situés dans le noyau
de l’atome. Le nombre de masse (noté A) est pour sa part le nombre total de nucléons
(protons + neutrons) présents dans le noyau.
Définition
Ainsi, un atome de numéro atomique Z et de nombre de masse A contient Z protons et A − Z
neutrons au sein de son noyau. Afin d’assurer la neutralité de l’atome, Z électrons sont liés
au noyau. La structure de l’atome X est résumée sous la forme suivante :
A
Z X
Considérons l’atome d’hélium noté 4
2 He, son noyau contient deux protons et deux neutrons.
L’atome étant un édifice neutre, l’atome d’hélium contient deux électrons. L’ion He + est un
atome d’hélium ayant perdu un électron, le noyau est toujours composé de deux protons et de
deux neutrons mais il ne possède plus qu’un seul électron. Pour sa part l’atome de carbone
noté 12
6 C possède un noyau constitué de six protons et de six neutrons. L’atome de carbone
contient six électrons. La donnée du numéro atomique caractérise un élément chimique.
Prenez garde à utiliser un vocabulaire précis, en ne confondant pas un élement chimique
avec une espèce ou une entité chimique. En effet, nous réserverons le terme d’entité chimique pour désigner tout atome, ion, molécule, radical, etc. bien défini chimiquement ou
isotopiquement (voir ci-après) et pouvant être identifié individuellement. Le terme espèce
chimique désigne un ensemble d’entités moléculaires, ioniques ou atomiques identiques, et
identifiables par une formule chimique.
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celui d’un atome. Il découvrit par la suite que la charge positive présente dans l’atome était
due à des particules qu’il nomma protons . Ces particules ont une charge positive égale en valeur absolue à celle d’un électron. La masse du proton est quasiment la même que celle d’un
atome d’hydrogène, mais 1836 fois supérieure à celle d’un électron. Différentes expériences
ont montré que la masse du noyau ne peut pas être attribuée aux seuls protons. C’est en 1932
que J. CHADWICK mit en évidence le neutron. Le neutron possède une masse légèrement
supérieure à celle du proton et ne possède pas de charge électrique. Les caractéristiques des
particules subatomiques sont ainsi résumées :
Particule
masse / kg
charge / C
Électron
9, 1094.10 −31
−1, 602.10 −19
Proton
1, 6726.10 −27
1, 602.10 −19
Neutron
1, 6749.10 −27
0
Composition du noyau ; notion d’élément chimique
L’atome est ainsi constitué d’un noyau (association de protons et de neutrons) autour duquel se trouvent les électrons. L’interaction qui assure la cohésion de l’atome est d’origine
électromagnétique : attraction entre les électrons (chargés négativement, en mouvement autour du noyau) et les protons (chargés positivement, situés dans le noyau de l’atome).
Le numéro atomique (noté Z) correspond au nombre de protons situés dans le noyau
de l’atome. Le nombre de masse (noté A) est pour sa part le nombre total de nucléons
(protons + neutrons) présents dans le noyau.
Définition
Ainsi, un atome de numéro atomique Z et de nombre de masse A contient Z protons et A − Z
neutrons au sein de son noyau. Afin d’assurer la neutralité de l’atome, Z électrons sont liés
au noyau. La structure de l’atome X est résumée sous la forme suivante :
A
Z X
Considérons l’atome d’hélium noté 4
2 He, son noyau contient deux protons et deux neutrons.
L’atome étant un édifice neutre, l’atome d’hélium contient deux électrons. L’ion He + est un
atome d’hélium ayant perdu un électron, le noyau est toujours composé de deux protons et de
deux neutrons mais il ne possède plus qu’un seul électron. Pour sa part l’atome de carbone
noté 12
6 C possède un noyau constitué de six protons et de six neutrons. L’atome de carbone
contient six électrons. La donnée du numéro atomique caractérise un élément chimique.
Prenez garde à utiliser un vocabulaire précis, en ne confondant pas un élement chimique
avec une espèce ou une entité chimique. En effet, nous réserverons le terme d’entité chimique pour désigner tout atome, ion, molécule, radical, etc. bien défini chimiquement ou
isotopiquement (voir ci-après) et pouvant être identifié individuellement. Le terme espèce
chimique désigne un ensemble d’entités moléculaires, ioniques ou atomiques identiques, et
identifiables par une formule chimique.
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