Au lycée, on approfondit la connaissance de la composition de l'atome, notamment en apprenant les caractéristiques des nucléons et des électrons
L'élève devra être capable d'expliquer que le noyau est le siège de la masse et de l'identité d'un atome ---cf fiche de cours ci-contre.
On retiendra également l'écriture conventionnelle ZAX du noyau d'un atome. Dans cette écriture Z représente la nombre de proton de l'atome, A le nombre de nucléons de l'atome et X est le symbole de l'atome.
Fiche de cours téléchargeable
Dans cette section, vous trouverez un chatbot sur le lien ci-dessous ou en scannant le QR code ci-contre, pour vous entrainez sur la composition des atomes et les calculs afférants
La classification périodique, initialement proposée par Mendeleïev et modifiée par la suite, classe tous les éléments connus dans un tableau en colonnes et en lignes.
Je conseille d'apprendre les 18 premiers (nom et symbole).
Fiche de cours téléchargeable
Dans un premier temps (notamment au collège), la confusion entre atome et élément chimique est compréhensible. La distinction devient cependant indispensable au lycée quand on étudie :
Les formes sous lesquelles un élément peut exister.
les transformations chimiques au cours desquelles les éléments sont conservés.
les isotopes.
On appelle isotope tous les atomes ayant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons.
Support de présentation
Les électrons tournent autour du noyau. Le premier réflexe est de les imaginés en rotation telles les planètes autour du Soleil ou on pourra les imaginer dans un mouvement désordonné. Dans les deux cas, on imagine des électrons qui suivent des trajectoires plus ou moins complexes.
Sans aller trop loin dans le modèle quantique de l'atome, nous pouvons préciser qu'en réalité, nous ne pouvons donner que la probabilité de présence
On commence d'abord par ne comptabiliser que les électrons de la couche de valence (revoir configuration électronique d'un atome si nécessaire).
Puis on représente, autour du symbole de l'atome (noté X ci-contre), huit cases où nous placerons les électrons de valence de l'atome.
Méthode de remplissage : on place un électron dans une double case puis on tourne pour répartir les électrons dans le maximum de double case.
Après avoir fait le tour des quatre doubles cases, on revient à la première et on finit de placer les derniers électrons.
Les gaz nobles sont des atomes chimiquement stables. En analysant leur configuration électronique, on constate que leur dernière couche électronique est saturée. On en déduit que la stabilité d'un atome est due à la saturation de la dernière couche électronique. C'est à partir de cette conclusion que la règle de l'octet et celle du duet sont énoncés.
On pourra retenir : "Les atomes tendent à obtenir la configuration électronique du gaz noble le plus proche".
Mais il existe une formulation qui distingue les deux règles :
Si le numéro atomique de l'atome est inférieur ou égal à 4, il tend à obtenir la configuration électronique de l'hélium 1s² d'où le nom de règle du duet
Si le numéro atomique de l'atome est supérieur ou égal à 5, il tend à obtenir 8 électrons sur sa couche externe (d'où le nom de règle de l'octet).
En enseignement de spécialité vous rencontrerez d'autres cas :
Il existe un certain nombre de molécules ne respectant pas ces deux règles (on parle de règle de l'octet réduit ou d'hypervalence). Ces règles permettent de décrire davantage de molécules comme AlCl3 et SF6 .
La plupart des éléments chimiques n'existent pas sous la forme atomique stable (contrairement aux gaz nobles).
Les éléments chimiques se stabilisent de deux manières :
soit en devenant un ion (vu en classe)
soit en formant une molécule (cf Modèle de Lewis)
Animations illustrant la stabilisation d'un atome en appliquant la règle de l'octet ou du duet