Bonjour à tous et bienvenue dans cette nouvelle capsule. Aujourd'hui je vais t'expliquer comment déterminer la composition d'un atome, c'est à dire retrouver le nombre de protons, de neutrons et d'électrons qui le constituent. C'est un grand classique en physique chimie.
Commençons par un petit rappel sur l'atome. Tu dois savoir qu'il est constitué d'un noyau autour duquel gravitent des électrons. Ici, les triangles gris représentent le mouvement des électrons autour du noyau.
Les particules du noyau sont appelées les nucléons et il y en a deux sortes. Les protons, chargés positivement et qui sont ici représentés en rouge, et les neutrons, ici en bleu, qui comme leur nom l'indique sont neutres et ne portent pas de charge. Les charges positives du noyau portées par les protons sont compensées par la charge négative des électrons.
La charge globale d'un atome est donc toujours neutre. Retiens bien qu'un atome est composé d'un noyau constitué de nucléons, les protons, chargés positivement, et les neutrons, qui ne portent pas de charge. Autour de ce noyau gravitent des électrons, chargés négativement. L'atome est toujours électriquement neutre, il contient autant de protons dans son noyau que d'électrons qui gravitent autour de celui-ci. Si tu veux avoir plus de détails sur l'atome et sa composition, je te renvoie vers cette capsule dédiée postée précédemment.
Après ces rappels, rentrons dans le vif du sujet. Je vais maintenant t'expliquer comment déterminer la composition d'un atome. On utilise pour cela ce que l'on appelle la représentation symbolique du noyau de l'atome.
Tu la retrouves habituellement dans la classification périodique des éléments ou alors directement dans l'énoncé des exercices lorsque tu es confronté à cette question. Elle se présente sous la forme A, X, Z. X étant le symbole de l'élément, A et Z des nombres. Et tu dois connaître leur signification.
A désigne le nombre de masse, qui correspond au nombre de nucléons dans le noyau de l'atome. Il s'appelle comme cela car la masse d'un atome est essentiellement due à la masse de ses nucléons. Z désigne le numéro atomique, qui correspond au nombre de protons dans le noyau.
On parle de numéro atomique car dans la classification périodique des éléments, ils sont classés par nombre de protons croissants. Si on résume, Z nous indique le nombre de protons, mais par la même occasion, il nous indique aussi le nombre d'électrons pour un atome. Car comme je te l'ai rappelé, dans un atome, il y a toujours autant de protons que d'électrons. Pour compléter la composition de l'atome, il ne nous manque plus que le nombre de neutrons, qu'il va falloir calculer.
A nous indique le nombre de nucléons, c'est-à-dire la somme protons plus neutrons. On retire donc au nombre A le nombre de protons, ici Z, et on retrouve le nombre de neutrons présents dans le noyau de l'atome. Je te propose de reprendre ce raisonnement avec un exemple concret, ce sera plus parlant pour toi.
Cet atome d'oxygène a 8 protons, Z égale 8. Dans son noyau, il y a 17 nucléons au total. Il y a donc 17 moins 8, soit 9 neutrons associés aux protons. Et enfin, comme l'atome est toujours électriquement neutre, on peut dire qu'il y a autant de protons que d'électrons, donc 8 électrons gravitent autour du noyau de l'atome d'oxygène. Avant de finir, je voulais revenir sur la notation symbolique et la classification périodique. Je t'ai dit tout à l'heure que tu pouvais la retrouver dans le tableau périodique des éléments.
Si par curiosité tu regardes dans ton livre de physique chimie ou sur internet, tu as de fortes chances de te retrouver face à ce type de classification, c'est-à-dire une notation avec le symbole de l'élément et un seul nombre. Alors pourquoi ? Si tu regardes de plus près, dans l'exemple que je te donne, ou sur ton livre d'ailleurs, le nombre qui est écrit est celui qui classe les éléments, du plus petit au plus grand.
C'est donc bien le numéro atomique Z qui est toujours donné. A, le nombre de nucléons. n'est pas systématiquement précisé, pour la bonne et simple raison qu'il peut varier pour un même élément. C'est ce que l'on appelle les isotopes.
Par exemple ici, il existe 3 isotopes pour le lithium. Ce sont bien 3 atomes de lithium, constitués chacun de 3 protons, mais le nombre de neutrons, et donc le nombre de masse A, va varier. Voilà l'explication.
Revenons au sujet de cette capsule et terminons sur un dernier exemple, où cette fois-ci je vais bien te détailler la rédaction attendue dans ce type d'exercice. Pour justifier tes réponses, il faut bien définir la signification de chaque nombre sur cette représentation symbolique du noyau de l'atome, et l'écrire dans la rédaction de ton exercice. Ici, dans la représentation symbolique notée AXZ, j'indique que le numéro atomique Z correspond au nombre de protons. Le nombre de masse A. correspond au nombre de nucléons, c'est-à-dire la somme protons plus neutrons, et j'indique également la propriété qui dit qu'un atome est électriquement neutre, il contient autant de protons dans son noyau que d'électrons qui gravitent autour de celui-ci.
Une fois que j'ai rappelé ces propriétés, je peux maintenant conclure sur la composition de cet atome. Il est composé de 29 protons, 63 moins 29, 34 neutrons, et 29 électrons gravitent autour du noyau. Voilà, tu sais maintenant comment déterminer le nombre de protons, de neutrons et d'électrons qui constituent un atome à partir de la notation symbolique de son noyau. Je te propose dans la description de cette vidéo un QCM corrigé pour vérifier que tu as bien compris et t'entraîner.
N'hésite pas si tu as des remarques ou des questions. Et à bientôt pour une prochaine capsule !