Les atomes

Objectif. Réviser la répartition des électrons au sein d'un atome

Le terme atome vient du grec « atomos » qui signifie « indivisible ». C'est Démocrite, philosophe grec, qui vers 400 ans avant J.-C. prétendit que tout ce qui existait dans l'univers connu, «était formé de combinaisons multiples de ces minuscules particules».


Activité. Organisation des atomes

Document 1 : constitution d'un atome. Un atome est constitué d'un noyau chargé positivement concentrant plus de 99,9 % de sa masse et d'électrons chargés négativement, qui gravitent autour du noyau. Le noyau est composé de protons et de neutrons. Un atome est symbolisé sous la forme : X est le symbole associé à la nature de l'atome, Z est le numéro atomique (correspond au nombre de protons), A est le nombre de masse et correspond au nombre de protons et de neutrons (A : nombre de nucléons). Un atome est électriquement neutre.


1. Avec les informations du document 1, expliquer comment déterminer le nombre d'électrons d'un atome et compléter le tableau suivant : 


Élément

Nombre d'électrons

Carbone 6C


Oxygène 8O


Azote 7N


Hydrogène 1H


Chlore 17Cl




Document 2 : organisation d'un atome. Un atome d'hydrogène peut être modélisé par une sphère d'un diamètre de l'ordre de 10-11 m ou 10 pm (dix picomètres). Au centre de cette sphère se trouve le noyau, pouvant être également assimilé à une sphère d'un diamètre de l'ordre 10-15 m autour duquel gravitent les électrons. En première approximation, plus Z augmente, plus la taille du noyau et de l'atome augmente.


2. Indiquer quelle est la taille d'un atome d’hydrogène en µm et en nm d’après le document 2.

3. Comparer la taille du noyau et de l'atome d’après les données du document 2. En déduire une explication à l'expression « l'atome a une structure lacunaire ». (Une lacune se définit comme un vide, une cavité à l'intérieur d'un corps).


Document 3 : le modèle de Bohr et la répartition des électrons autour du noyau.

Les électrons ne sont pas attirés par le noyau car ils se trouvent en « orbite » autour de lui. Ces orbites sont, par commodité, représentées sous forme de cercle, même si la réalité est tout autre. Elles forment autour du noyau des couches électroniques, appelées K, L, M… Les électrons se répartissent en couches électroniques.  
  • 1ère ligne = couche K
  • 2ème ligne = couche L
  • 3ème ligne = couche M
Chacune de ces couches peut contenir au maximum : 
  • couche K : 2 électrons,
  • couche L : 8 électrons,
  • couche M : 18 électrons,
Les électrons situés sur la couche la plus éloignée (couche externe : couche de valence) du noyau sont appelés électrons de valence.


4. Animation de découverte. Glisser les particules dans les zones grises et observer.

Source : http://www.ostralo.net/


5. À l'aide des informations du document 3 et des réponses précédentes, compléter le tableau ci-dessous pour chaque atome avec : 

      • sa représentation du modèle de Bohr,
      • le nombre d'électrons sur la couche de valence, 
      • sa structure électronique.



7. Dans le tableau périodique (voir ci-dessous), l’oxygène et le soufre sont dans la même colonne. Déterminer le nombre d’électrons de valence pour le soufre.  Expliquer l’organisation du tableau périodique en colonnes.




Modifié le: vendredi 16 juin 2017, 14:05