L'atome

Fiche | Sciences et technologies

Secondaire 1 à 3

Définition

L’atome est une particule de matière invisible à l’œil nu. Il est l’unité de base de la molécule.

Puisque les atomes sont invisibles à l’œil nu, il a fallu beaucoup de temps avant de démontrer leur existence et de déterminer leurs caractéristiques.

La plus vieille référence à l’atome répertoriée à travers l’histoire est attribuée au philosophe indien Kanad qui, vers l’an -600, émet l’hypothèse de l’existence de particules indivisibles appelées anu. Vers -400, le philosophe grec Démocrite parle également de particules indivisibles qu’il nomme atomos.

Au 18e siècle, le chimiste anglais John Dalton élabore un modèle de l’atome basé sur des données expérimentales. C’est ce qu’on appelle le modèle atomique de Dalton. Bien que ce modèle comporte quelques erreurs, il a permis de comprendre beaucoup de choses sur les caractéristiques de l’atome et sur les réactions chimiques.

La représentation des atomes selon le modèle atomique de Dalton.

La représentation des atomes selon le modèle atomique de Dalton

On connait aujourd’hui 118 sortes d’atomes différents. Ils sont classés dans un tableau organisé appelé tableau périodique des éléments.

Le tableau périodique des éléments permet de classer les 118 éléments connus.

Le tableau périodique des éléments

L’atome est-il vraiment indivisible?

Pour valider ta compréhension à propos de l’organisation de la matière de façon interactive, consulte la MiniRécup suivante.

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Secondaire 4

Définition

L’atome est une particule de matière invisible à l’œil nu. Il est l’unité de base de la molécule, et des composés en général.

À travers l’histoire, de nombreux modèles atomiques ont été élaborés afin d’expliquer les caractéristiques des atomes. Grâce à ces modèles, on sait que les atomes peuvent se lier entre eux afin de former différents types de substances telles que des éléments polyatomiques, des molécules ou des composés. On sait également que les atomes sont divisibles et qu’ils comprennent des particules subatomiques.

On connait aujourd’hui 118 sortes d’atomes différents. Ils sont classés dans un tableau organisé appelé tableau périodique des éléments.

Les particules subatomiques

Définition

Les particules subatomiques sont des particules dont la taille est inférieure à celle d’un atome.

Contrairement à ce que pensait John Dalton au début du 19e siècle, l’atome est divisible. Il comprend des particules subatomiques.

Selon la sorte d’atome, le nombre de chacune de ses particules subatomiques varie.

Peut-on aussi diviser les protons, les neutrons et les électrons?

Les particules subatomiques

Les particules subatomiques

Moments dans la vidéo :

  • 00:00-La composition de l’atome à travers le temps
  • 00:50-Les particules subatomiques
  • 01:10-Les protons
  • 02:25-Les électrons
  • 03:02-Les neutrons

Les électrons

Définition

Les électrons sont des particules de charge négative qui se trouvent autour du noyau de l’atome.

C’est au début du 20e siècle que John Thomson démontre l’existence des électrons et identifie plusieurs de leurs caractéristiques. Par la suite, les expériences de Niels Bohr permettent d’élaborer un modèle selon lequel les électrons se trouvent sur des couches électroniques.

Les électrons se trouvant sur la couche électronique la plus éloignée du noyau sont appelés électrons de valence. Ils permettent aux atomes de se lier grâce à des liaisons chimiques.

L’atome de bore (B) comprend un noyau et 5 électrons placés sur des couches électroniques.

Les électrons présents dans l’atome de bore (B)

Le tableau suivant présente plusieurs caractéristiques des électrons.

Symbole Charge Masse[1]
|\text{e}^-| |1-| |9{,}109\times10^{-31}\ \text{kg}|

Puisqu’un atome est neutre, il comprend le même nombre de protons que d’électrons.

Exemple

L’atome de bore |(\text{B})| comprend 5 protons dans son noyau. Puisqu’il est neutre, on peut aussi dire que cet atome comprend 5 électrons.

Un atome de bore comprend 5 protons et 5 électrons.

Les électrons sont-ils vraiment des particules?

Les protons

Définition

Les protons sont des particules de charge positive qui constituent le noyau de l’atome.

Au début du 20e siècle, John Thomson émet l’hypothèse de l’existence des protons. Ceci dit, c’est Ernest Rutherford qui a permis de démontrer leur existence et d’identifier plusieurs de leurs caractéristiques.

Puisqu’on trouve des protons dans le noyau de l’atome, on dit que les protons sont des nucléons.

Le tableau suivant présente plusieurs caractéristiques des protons.

Symbole Charge Masse[2]
|\text{p}^+| |1+| |1{,}673\times10^{-27}\ \text{kg}|

Dans le tableau périodique des éléments, le numéro atomique |(\text{Z})| inscrit dans la case d’un atome correspond à son nombre de protons. C’est justement le nombre de protons présents dans le noyau d’un atome qui détermine son identité.

Exemple

Tous les atomes d’hélium |(\text{He})| comprennent 2 protons dans leur noyau.

Tel qu’indiqué dans le tableau périodique, le numéro atomique |(\text{Z})| de l’hélium est 2.

Un atome d’hélium comprend 2 protons, tel qu’indiqué dans le tableau périodique des éléments.
Exemple

Un atome comprend 4 protons dans son noyau. De quel atome s’agit-il?

Voir la solution

Avec les neutrons, les protons contribuent de façon significative à la masse atomique des éléments.

Les neutrons (STE)

Définition

Les neutrons sont des particules neutres qui se trouvent dans le noyau de l’atome.

La découverte des neutrons a pu se faire grâce à de multiples expériences sur la radioactivité. C’est finalement en 1932 que James Chadwick révise le modèle atomique pour y inclure la présence des neutrons au sein du noyau de l’atome. Les neutrons se lient aux protons afin de stabiliser le noyau en diminuant l’effet de la force de répulsion entre les protons.

Puisqu’on peut trouver des neutrons dans le noyau de l’atome, on dit que les neutrons sont des nucléons.

Exception

Parmi tous les éléments du tableau périodique, seul le noyau de l’atome d’hydrogène |(_{1}^{1}\text{H})| ne comprend pas de neutron.

Le tableau suivant présente plusieurs caractéristiques des neutrons.

Symbole Charge Masse[3]
|\text{n}^0| |0| |1{,}675\times10^{-27}\ \text{kg}|

Contrairement au nombre de protons |(\text{Z}),| le nombre de neutrons |(\text{N})| présents dans le noyau d’un atome n’est pas indiqué dans le tableau périodique. Par contre, il peut se calculer à partir du nombre de masse |(\text{A}).|

Avec les protons, les neutrons contribuent de façon significative à la masse atomique des éléments.

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