L'atome

Découvrons les minuscules briques qui composent la matière : les atomes. Toute substance est composée d'atomes.

Constitution de l'atome

Les atomes sont de petites particules qui s'assemblent pour former toute matière. Un atome est constitué d'un noyau central, minuscule et très dense, autour duquel tournent des particules appelées électrons. Le noyau contient deux types de particules : les protons, qui portent une charge électrique positive (+), et les neutrons, qui ne portent pas de charge. Les électrons, eux, portent une charge électrique négative (-).

Mise en pratique

Exercice : L'atome de carbone possède 6 protons, 6 neutrons et 6 électrons. Combien de particules y a-t-il dans son noyau ?

Solution : Le noyau contient les protons et les neutrons. Donc : 6 + 6 = 12 particules dans le noyau.

Neutralité électrique

Un atome est électriquement neutre, c'est-à-dire qu'il ne porte pas de charge électrique globale. Cette neutralité s'explique par l'équilibre entre les charges positives (+) et négatives (-) : l'atome possède autant de protons (charges positives) que d'électrons (charges négatives). Le nombre de protons dans un atome est appelé numéro atomique et noté Z. Dans un atome, le nombre d'électrons est donc égal à Z.

Mise en pratique

Exercice : L'atome d'oxygène possède 8 protons dans son noyau. Combien d'électrons tournent autour du noyau ?

Solution : Pour être neutre, l'atome d'oxygène doit avoir autant d'électrons que de protons. Il possède donc 8 électrons.

Éléments chimiques et symboles

Les éléments chimiques sont les corps chimiques de base de l'univers. Ils sont classés dans le tableau périodique inventé par Mendeleïev. Chaque élément est représenté par un symbole composé d'une ou deux lettres : la première est toujours une majuscule, la seconde (s'il y en a une) est une minuscule. Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons d'un élément : il permet d'identifier chaque élément de manière unique.

• Il existe plus de 100 éléments chimiques différents
• Exemples courants : H (hydrogène), C (carbone), O (oxygène), Fe (fer)
• Le numéro atomique Z est spécifique de chaque élément

Mise en pratique

Exercice : Quel est le symbole chimique de l'oxygène ? Combien de protons possède un atome d'oxygène sachant que Z = 8 ?

Solution : Le symbole de l'oxygène est O. Le numéro atomique Z représente le nombre de protons, donc un atome d'oxygène possède 8 protons.

Les ions

Un ion est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. Il n'est donc plus électriquement neutre. Lorsqu'un atome perd des électrons, il devient un cation, c'est-à-dire un ion chargé positivement (car il reste plus de protons que d'électrons). Lorsqu'un atome gagne des électrons, il devient un anion, c'est-à-dire un ion chargé négativement (car il y a plus d'électrons que de protons).

Mise en pratique

Exercice : Un atome de sodium (11 protons) perd 1 électron. Est-ce un cation ou un anion ? Quelle est sa charge ?

Solution : L'atome de sodium Na perd un électron : il possède toujours 11 protons (+) et seulement 10 électrons (-) ; il devient donc chargé positivement : c'est un cation ; il est noté Na${}^{+}$.

Les molécules

Une molécule est un assemblage d'au moins deux atomes reliés entre eux par des liaisons chimiques. Ces atomes peuvent être identiques ou différents. Une molécule est représentée par une formule chimique qui indique le nombre et la nature des atomes qui la composent. Par exemple, la molécule d'eau est notée H${}_2$O : elle contient 2 atomes d'hydrogène (H) et 1 atome d'oxygène (O).

Mise en pratique

Exercice : Combien d'atomes contient la molécule de dioxyde de carbone CO${}_2$ ?

Solution : La formule CO${}_2$ indique 1 atome de carbone (C) et 2 atomes d'oxygène (O). Total : 1 + 2 = 3 atomes. Attention, l'absence de nombre au bas d'une lettre indique qu'il y en a 1.

Atomes et molécules au quotidien

Les atomes et molécules sont présents partout dans notre quotidien. L'eau (H${}_2$O) est indispensable à la vie. Le dioxyde de carbone (CO${}_2$) est produit par la respiration et la combustion, et absorbé par les plantes. Le diazote (N${}_2$) constitue environ 78% de l'air que nous respirons. Ces molécules simples jouent des rôles essentiels dans notre environnement et notre corps.

Mise en pratique

Exercice : Quelle molécule est produite lorsque tu expires ? Donne sa formule chimique.

Solution : Lorsqu'on expire, on rejette du dioxyde de carbone, de formule CO${}_2$. Cette molécule est un déchet de la respiration.

Définitions

Anion

Ion chargé négativement, formé par gain d'électrons.

Cation

Ion chargé positivement, formé par perte d'électrons.

Charge électrique

Propriété physique qui peut être positive, négative ou nulle (neutre).

Diazote (N${}_2$)

Gaz composé de deux atomes d'azote, principal constituant de l'air.

Dioxyde de carbone (CO${}_2$)

Gaz formé d'un atome de carbone et deux atomes d'oxygène, produit par la respiration.

Électron

Particule chargée négativement (-) qui tourne à grande vitesse autour du noyau de l'atome.

Élément chimique

Famille d'atomes ayant le même nombre de protons (même numéro atomique Z).

Formule chimique

Notation qui indique la nature et le nombre d'atomes dans une molécule.

Ion

Atome ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons, portant une charge électrique.

Liaison chimique

Force qui unit les atomes entre eux pour former une molécule.

Molécule

Assemblage d'au moins deux atomes liés entre eux.

Neutralité électrique

Dans un atome, il y a autant de charges positives (protons) que négatives (électrons).

Neutron

Particule neutre (sans charge électrique) située dans le noyau de l'atome.

Noyau

Partie centrale de l'atome contenant des particules appelées nucléons (protons et neutrons).

Numéro atomique (Z)

Nombre de protons contenus dans le noyau d'un atome.

Proton

Particule chargée positivement (+) située dans le noyau de l'atome.

Symbole chimique

Notation d'une ou deux lettres représentant un élément chimique.