Atomistique

Définitions :

2.2 Nucléides :

1 type d’atome est caractérisé par 2 grandeurs :  

- Protons Z

- Neutrons N

Les nucléides sont symbolisés par ᶻ+ᵑⱬX ou ᴬⱬ X

Exemple :

Hydrogène H z =1 et A = 1

Fer Fe Z = 26 et  A = 56

→ Il existe environ 300 nucléides naturels et environ 1 millier de nucléides obtenus artificiellement.

2.3 Eléments

Chaque valeur de Z défini un élément de symbole X.

Z une famille d’atomes, de nucléides d’ions ayant la même valeur de Z. D’où l’atome fer Fe et l’ion fer Fe2+ ont un nombre différent d’électrons et ont pourtant un nombre Z identique (56).

Ils existent différents corps comportant différents éléments :

1 -  Corps chimique : Ils résultent de l’association d’atomes d’un élément ou d’éléments différents.

2-  Corps simple : 1 Seul élément

Exemple : H2, Carbone C (solide) / Monoatomique Ne, poly atomique H2, O2, S8 (S8 : Structure cyclique, fleur de soufre)

3- Corps composés : Constitués d’atomes d’au moins deux atomes différents

Exemple : H2O, C2H5OH (éthanol), NH3 (ammoniac)

Attention :   Ammoniaque est différent d’ammoniac car ammoniaque est une solution aqueuse d’ammoniac  [NH4+, OH-]

→ Ces corps composés comprennent des petites molécules mais aussi des macromolécules

2.4 Isotopes :

Définitions :

Pour un nombre d’élément chimique différent nombre de masse sont possible. Pour une valeur Z (même élément) différents nombre de masse sont possible.

Exemple :

Ils existent plusieurs isotopes de l’élément carbone tel que :

C, Z = 6 et A = 12                       C, Z = 6 et A = 13                       C, Z = 6 et A = 14

Ou de l’atome d’Azote tel que :

N, Z = 7 et  A = 14                       N, Z = 7 et A = 15

→ Les isotopes existent dans des proportions fixes qui sont appelées « abondance isotopique »

2.5 La mole – Nombre d’Avogadro :

La mole d’une substance quelconque représente une quantité de substance contenant un nombre de particule égal aux nombres d’atomes contenus dan 12g de carbone 12. Ce nombre de particule par mole est la constante d’Avogadro N

N = 6,022 x 1023 mol-1

→ En chimie pour un élément donné on utilisera la masse molaire > la masse d’une mole d’atome de l’élément naturel

3 – Le tableau, classification, périodique

→ Le tableau périodique est pour le chimiste une véritable charte, une référence permanente.

Cette table a été construite à partir d’observation expérimentale avant que la structure des atomes ne soit construite. Cette table a été construite au fil du temps sur la base d’analogie constaté entre les caractères chimique, entre certains corps simple.

3.1 Les éléments :

Un élément chimique est caractérisé par la valeur de Z qui représente le nombre de protons dans le noyau de l’atome. Sur ces 118 atomes, 90 sont naturels.

→ Les éléments sont classés par nombre de Z croissant de 7 lignes qu’on appelle « période ». Il y a une évolution progressive des propriétés. Ils sont aussi classés en 18 colonnes appelée « famille ». Au sein d’une famille les éléments vont avoir en commun des propriétés.

3.2 La classification périodique :

→ 1ère Colonne : Famille des alcalins (métaux) > Ne comprend pas l’hydrogène !!

Masse volumique : Pa = m/v

Densité : d = Pa / Peau

Ce sont des métaux très réducteurs qui réagissent violemment avec l’eau.

→ 2ème colonne : Famille des alcalino-terreux. Ce sont des métaux toujours réducteurs mais moins que les alcalins, ils sont beaucoup plus lent.

→ Dernière colonne : Ce sont des gaz rare qui vérifient la règle de l’octet, appelés « gaz inerte » ou « gaz rare ». La couche externe d’un atome ne va comporter que 8 électrons au maximum qui s’organisent en paire pour donner un état stable et sa représentation est celle de « Lewis ». (Pour l’hélium on parlera de la règle du duet)

4 – La liaison chimique (première définition : mise en commun d’électrons)

→ Les électrons (?) forment des liaisons chimiques entre les atomes pour donner des molécules. Ils trouvent la force motrice dans l’énergie de l’agencement des atomes dans la molécule qui doit être inférieur à l’énergie des atomes pris séparément.

La liaison chimique est un partage d’électrons pour donner une entité stable.

II – Le modèle quantique de l’atome, spectre atomiques, l’atome d’hydrogène, les nombres quantiques, configurations électroniques :

1 – La spectroscopie atomique :

1. La lumière

→ Le modèle de Rutherford ne correspond pas à un modèle d’atome stable à une durée de vie limitée.

→ La Lumière : C’est un rayonnement électromagnétique. Une onde qui propage des oscillations d’influence électrique et magnétique.

C = Lambda x Fréq

Avec :

Lambda = Longueur d’onde (m)  

 Fréq = Fréquence (Hz > s-1)    

C = Vitesse de propagation/Célérité > 3 x 108 m.s-1

→ L’essentiel de nos connaissances actuelles de la structure atomique est issue de la spectroscopie. La spectroscopie est née au 19ème siècle. Elle permet l’analyse d’un rayonnement polychromatique en ses composantes monochromatiques (Signifie que l’on a un rayonnement avec une seule longueur d’onde)

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