Noyau et nuage électronique des atomes et ions

Les atomes (neutres!)

symbole

 

Nombres de particules: - Nombre de protons = Z - Nombre de protons + nombre de neutrons = A - Nombre d'électrons = Nombre de protons = Z

 

Charges: La charge du proton vaut : Charge($p^+$) = 1 charge élémentaire positive = $1\;e$ $=$ $1,6\;\cdot\;10^{-19}\;C$ La charge de l'électron vaut : Charge($e^-$) = 1 charge élémentaire négative = $-1\;e$ $=$ $-1,6\;\cdot\;10^{-19}\;C$ La charge du neutron est nulle. Dans un atome neutre, la nombre de protons égale le nombre d'électrons. Ainsi sa charge globale est nulle.

 

Masses: Proton et neutron ont approximativement la même masse: $m(p^+)$ $=$ $m(n^o)$ = 1 unité de masse atomique = 1 u.m.a. = $\frac{1}{6\cdot 10^{23}}$ = $1,66\cdot 10^{-27}\;kg$ La masse de l'électron est beaucoup plus petite: $m(e^-)$ = $\frac{1}{1830}u.m.a.$ = $9,11\cdot10^{-31}\;kg$ Comme l'atome comporte une somme de A protons et neutrons et que la masse des électrons est négligeable, on a: - Masse de l'atome (en u.m.a.) = A

Exemple 1:

L'atome de chlore $_{17}^{35}Cl $ possède 17 $p^+$, 17 $e^-$ et 35-17=18 $n^o$: Il a une masse de $m$ $=$ $35\cdot1,66\cdot10^{-27}$ $=$ $5,8\cdot10^{-26}\;kg$

Exemple 2:

L'atome d'hydrogène $_{1}^{1}H $ possède 1 $p^+$, 1 $e^-$ et 1-2=0 $n^o$: Par définition du nombre d'Avogadro $N$, il a une masse de $\frac{1}{N} g$, donc $m(p^+)$ $ = $ $\frac{1}{N} g$ En comparant avec la valeur indiquée en haut, nous trouvons: $m(p^+)$ $=$ $\frac{1}{N}\;g$ $=$ $1\cdot1,66\cdot10^{-24 }\;g$ , et on retrouve la valeur du nombre d'Avogadro: $N$ $=$ $6\cdot10^{23}$

Les ions

symbole

 

Nombres de particules et charge: - Nombre de protons = Z - Nombre de protons + nombre de neutrons = A Dans un ion, le nombre de protons diffère du nombre d'électrons. Si Q est la charge de l'ion, alors: - Nombre d'électrons = Z - Q

 

Masses: Comme l'ion comporte une somme de A protons et neutrons et que la masse des électrons est négligeable, on a: - Masse de l'ion (en u.m.a.) = A

Exemple 1:

L'ion chlorure $_{17}^{35}Cl^-$ possède 17 $p^+$, $17-(-1)$ $=$ $18$e^-$ et $35-17$ $=$ $18$n^o$: Il a une masse de $m$ $=$ $35\cdot1,66\cdot10^{-27}$ $=$ $5,8\cdot10^{-26}\;kg$