15. Modèle de l’atome

ΦRésumé du cours

Constitution

• Un noyau central contenant Z protons (charge +e) et N neutrons (neutres). Nombre de nucléons : A = Z + N.
• Des électrons (charge −e) autour du noyau. L’atome est électriquement neutre : il a Z électrons.
• Symbole : ^A_ZX. e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

Ordres de grandeur

Rayon de l’atome ≈ 10⁻¹⁰ m ; rayon du noyau ≈ 10⁻¹⁵ m : l’atome est surtout du vide (structure lacunaire).

m_p ≈ m_n ≈ 1,67 × 10⁻²⁷ kg ; m_e ≈ 9,1 × 10⁻³¹ kg. La masse de l’atome est concentrée dans le noyau : m_atome ≈ A × m_p.

Isotopes et ions

• Isotopes : même Z, A différent (ex. ¹²C et ¹⁴C).
• Ion : atome ayant perdu (cation) ou gagné (anion) des électrons. Ex. Na⁺, Cl⁻.
• Un élément chimique est caractérisé par son numéro atomique Z.

Répartition électronique (Z ≤ 18)

Couches K (2 électrons max), L (8), M (8 pour Z ≤ 18). On remplit K, puis L, puis M. La dernière couche est la couche externe.

✎Exemples corrigés

?Teste-toi

Clique sur la bonne réponse.

1. Le nombre de neutrons de ¹⁶₈O est…

   a) 8b) 16c) 24
   Réponse

   a) 8 — N = A − Z = 16 − 8.

2. Deux isotopes ont…

   a) le même Ab) le même Zc) le même nombre de neutrons
   Réponse

   b) le même Z — Même élément, nombre de neutrons différent.

3. La couche L contient au maximum…

   a) 2 électronsb) 8 électronsc) 18 électrons
   Réponse

   b) 8 électrons — K : 2, L : 8.

4. Un cation est un atome qui a…

   a) gagné des électronsb) perdu des électronsc) perdu des protons
   Réponse

   b) perdu des électrons — Il devient positif.

Φملخص الدرس

التكوين

• نواة مركزية تحتوي على Z بروتون (شحنته +e) و N نوترون (متعادل). عدد النويات: A = Z + N.
• إلكترونات (شحنتها −e) حول النواة. الذرة متعادلة كهربائيًا: لها Z إلكترون.
• الرمز: ^A_ZX. e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

رتب المقادير

شعاع الذرة ≈ 10⁻¹⁰ m؛ شعاع النواة ≈ 10⁻¹⁵ m: الذرة أساسًا فراغ (بنية فجوية).

m_p ≈ m_n ≈ 1,67 × 10⁻²⁷ kg ؛ m_e ≈ 9,1 × 10⁻³¹ kg. كتلة الذرة متمركزة في النواة: m_atome ≈ A × m_p.

النظائر والأيونات

• النظائر: نفس Z و A مختلف (مثال: ¹²C و ¹⁴C).
• الأيون: ذرة فقدت (كاتيون) أو اكتسبت (أنيون) إلكترونات. مثال: Na⁺ و Cl⁻.
• يتميز العنصر الكيميائي بعدده الذري Z.

التوزيع الإلكتروني (Z ≤ 18)

الطبقات K (إلكترونان على الأكثر)، L (8)، M (8 بالنسبة لـ Z ≤ 18). نملأ K ثم L ثم M. آخر طبقة هي الطبقة الخارجية.

✎أمثلة محلولة

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

1. عدد نوترونات ¹⁶₈O هو…

   أ) 8ب) 16ج) 24
   الجواب

   أ) 8 — N = A − Z = 16 − 8.

2. للنظيرين…

   أ) نفس Aب) نفس Zج) نفس عدد النوترونات
   الجواب

   ب) نفس Z — نفس العنصر وعدد نوترونات مختلف.

3. تحتوي الطبقة L على الأكثر على…

   أ) إلكترونينب) 8 إلكتروناتج) 18 إلكترونًا
   الجواب

   ب) 8 إلكترونات — K: 2 و L: 8.

4. الكاتيون ذرة…

   أ) اكتسبت إلكتروناتب) فقدت إلكتروناتج) فقدت بروتونات
   الجواب

   ب) فقدت إلكترونات — تصبح موجبة.