Atome, noyau, électrons

Sommaire

Introduction

Histoire du modèle atomique

Le modèle de Rutherford

Le noyau

Les électrons

Les dimensions

Histoire du modèle atomique

Le modèle de Rutherford

Définition

Un atome est composé d'un noyau, chargé positivement, et d'électrons, chargés négativement, qui gravitent autour de ce noyau.

Le noyau

Définition

Le noyau est constitué de nucléons, notés A, qui peuvent être des neutrons (neutres) ou des protons (chargés positivement), notés Z.

Un atome est électriquement neutre : il possède autant de protons que d'électrons.

A est le nombre de nucléons du noyau de l'atome, aussi appelé numéro de masse.
Z est le nombre de protons de cet atome. On dit que Z est le numéro atomique de l'atome.

Propriété

Les masses du neutron et du proton sont relativement proches. En arrondissant leurs valeurs, on peut même considérer qu'elles sont égales :

m_{\text{neutron}} \approx m_{\text{proton}} \approx m_{\text{nucléon}} \approx 1,67*10^{-27} kg

Propriété

Les neutrons n'ont pas de charge.

Le proton, chargé positivement, a une charge électrique notée $+e$ .

Cette charge électrique $e$ a pour valeur :

e = 1,60*10^{-19} C

Définition

La charge $e$ est appelée la charge élémentaire. Son unité est le Coulomb, noté C.

Propriété

Les neutrons étant neutres, la charge électrique du noyau ( $q_{\text{noyau}}$ ) correspond donc à la charge des protons et se calcule en multipliant le nombre de protons (Z) par la charge électrique d'un proton (e) :

q_{\text{noyau}} = Z*e

Les électrons

Définition

Les électrons gravitent autour du noyau.

Propriété

La masse d'un électron est approximativement 2000 fois plus petite que celle d'un nucléon. Par déduction, on peut donc considérer que la masse d'un atome correspond à la masse de son noyau.

Ainsi la masse d'un atome se calcule en multipliant le nombre de nucléons (A) par la masse d'un nucléon :

m_{\text{atome}} = A*m_{\text{proton}}

Propriété

L'électron, chargé négativement, a une charge électrique notée $-e$ .

-e = -1,60*10^{-19} C

Propriété

Le nombre d'électrons est égal au nombre de protons.

Le nombre d'électrons d'un atome est donc aussi égal à Z.

Dimensions

Propriété

L’ordre de grandeur du rayon d’un atome est de $10^{-10}\text{ m}$ (soit $0,1 \text{ nm}$ ).

L’ordre de grandeur du noyau d’un atome est de

10^{-15}\text{ m}

, le rayon de l’atome est donc

10^5

fois (100 000) plus grand que son propre noyau.

L'espace entre le noyau et les électrons est vide : on dit que l'atome a une structure lacunaire.

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