ATOMES - classification périodique
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Le noyau (en bleu) de l'atome est entouré par un cortège électronique constitué d'électrons.
Les électrons (en vert) sont en mouvement autour du noyau mais il est impossible de déterminer avec précision leur trajectoire.  Cette image n'est donc qu'une approximation.

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Les atomes

La matière est formée de particules appelée atomes.  Les atomes d'un élément sont tous identiques mais ils sont différents d'un élément à un autre. Par exemple, l'or est un élément qui ne contient que des atomes d'or et l'hydrogène est un élément qui ne contient que des atomes d'hydrogène.  Deux ou plusieurs atomes peuvent se lier chimiquement pour former un composé.  La taille de l'atome est de l'ordre de 0,1 nm (0,0000000001 mètre).

structure d'un atome

Un atome est constitué d'un noyau chargé positivement et d'électrons en mouvement autour du noyau.  Les trajectoires des électrons autour du noyau sont appeles orbites et on les representent par des cercles centres sur le noyau. ce n'est qu'une approximation car en realite les electrons se trouvent a l'interieur de "nuages" au cntre desquels se trouvent le noyau. Chaque nuage peut contenir qu'un nombre specifique d'electrons. . Ces nuages sont appeles orbitales.







Voila une phote de 2 orbitales.  Les electrons se trouvent quelque part a l'interieur de ces nuages. On ne peut pas savoir ou exactement. L'atome se trouve au centre des nuages. 

Tous les électrons sont identiques, chacun d'eux porte ayant une charge électrique négative -e.  La charge électrique d'un atome est nulle.  L'atome est électriquement neutre.  Par exemple: L'atome d'hydrogène possède 1 électron et 1 charge positive dans le noyau. (charge d'un électron= -1,6 10 -19 Coulomb et charge positive=1,6 10-19 Coulomb)
 
 
 
 

Voici un modele plus simple. Les nuages ne sont pas representes. Les orbites des electrons sont representes par des cercles. L'atome d'azote possède 7 charges négatives et 7 charges positives. 2 electrons se trouvent dans la premiere orbite et les 5 autres dans la 2 eme. Chaque orbite correspond a un different niveau d'energie.  L'energie que possede les electrons du premier niveau (proche du noyau) est plus elevee que celle des electrons du 2 eme niveau. Cela signifie qu'il faut fournir plus d'energie pour arracher un electrons du niveau 1 que pour arracher un electron du niveau 2 (niveau externe). Le nombre de charges positives contenues dans le noyau est caractéristique de l'atome.  On le note Z.  Z est appelé numéro  atomique de l'atome.  La masse d'un électron est 2 000 fois plus faible que celle du noyau.  D'autre part, le rayon d'un atome est 100 000 fois supérieur à celui du noyau.  Cela signifie que la structure de l'atome est constituée essentiellement de vide. On dit que sa structure est lacunaire.  Si le noyau est une balle de 3 cm de diamètre (balle de golfe) le nuage électronique se trouverait à 1km5de la balle!!
 
 
 
 
 

Le cortège électronique des atomes

Les électrons du cortège électronique se répartissent en couches (ou orbites ou niveaux) appelées niveaux d'énergie.  Chaque niveau est désigné par une lettre: K,L,M,N ... La couche K contient au maximum 2 électrons (voir atome d'azote ci-dessous), la couche L en contient 8, la couche M 8, la couche N 8 aussi ... Les électrons occupent successivement les niveaux. Prenons l'atome de carbone qui a 6 électrons.  Il possède 2 électrons sur la couche K et 4 électrons sur la couche L.  Ce sont les électrons de la dernière couche non saturée qui interviennent lors de réactions chimiques.  Ce sont également ces électrons qui sont mis en jeux lors de la formation de liaisons chimiques avec d'autres éléments pour former des composés.  PAr exemple l'atome de carbone possède 4 électrons sur sa couche externe il peut donc former 4 liaisons avec 4 différents atomes (ce sont des liaisons covalentes).  Le méthane CH4 est une molécule formée d'un atome de carbone (C) lié à 4 atomes d'hydrogène (H).  Un atome peut perdre 1 ou plusieurs électrons de sa couche externe et devenir un ion positif.  IL peut aussi gagner 1 ou plusieurs électrons qui viennent compléter sa couche externe.  Il devient un ion négatif.  Les atomes qui ont leur dernière couche saturée ne peuvent ni perdre ni gagner d'électrons.  Ce sont des éléments très stables appelés gaz rares ou gaz nobles car ils n'interviennent pas dans les réactions chimiques.  Ils sont non réactifs.  Ce sont l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le Xénon et le Radon.



Voici l'atome de Potassium. Il a 20 neutrons, 19 protons et 19 electrons. Les electrons se repartissent sur les differents niveaux d'energie (ou orbites). On a 2 electrons sur la premiere orbite, 8 electrons sur la 2eme, 8 electrons sur la 3 eme et 1 sur la derniere. Les elements (atomes)  cherchent toujours a avoir leur dernier niveau plein avec 8 electrons.. Cet atome est donc dispose a donner son dernier atome a un autre element au cours d'une reaction chimique.
Il devient alors positivement charge puisqu'il a perdu une charge negative. Un atome qui a perdu un (ou des) electron (s)  ou qui a un exces d'electrons s'appelle un ion. Il devient un ion negatif.








Cet element est le fluor. Il a 9 electrons et 9 protons et 10 neutrons. Il a 2 electrons sur le premier niveau et 7 sur le 2 eme. Il est donc dispose a prendre un electron d'un autre element au cours d'une reaction chimique. Ainsi il aura 8 electrons sur son dernier niveau. Il devient un ion negatif. Il est charge negativement. Il a un exces de charge negative.
Pour d'autres exemples visite ce site formidable : http://www.chemicalelements.com/elements/k.html
C'est en anglais mais excellent.






classification périodique des éléments.

Les atomes (une centaine) sont rangés dans un tableau appelé "classification périodique des atomes".  Les atomes y sont rangés par ordre croissant de leur numéro atomique Z, c'est à dire du nombre de charges positives de leur noyau. C'est un chimiste Russe, Dimitri Ivanovitch Mendeleïev (avec un nom comme ça on ne peut être que russe) qui en 1867 inventa cette classification géniale pour ses étudiants.
Voici le tableau périodique.

En jaune: les métaux
En vert: les métaux de transition.  Les électrons externes de ces atomes se répartissent sur plus d'une couche (2 à 3).
En rouge: les non métaux
En vert: les gaz nobles.
Les métaux et les les métaux de transition ont tendance à donner des électrons.  Les non métaux ont tendance à capter des électrons.
Dans chaque case le numéro atomique Z et le symbole de l'élément.  Par exemple le cuivre (Cu) a pour numéro atomique Z=29.  Il possède donc 29 charges positives dans son noyau et 29 électrons dans son cortège répartis en couches.

Les éléments dont les atomes ont le même nombre d'électrons sur leur(s) couche(s) externe(s) non saturée(s) sont disposés dans une même colonne.  On dit qu'ils ont la même structure électronique externe.  Ils ont les mêmes propriétés chimiques et constituent une famille.  Par exemple, la première colonne est la famille des alcalins: hydrogène (H), lithium (Li), sodium (Na), potassium (K) ... Ces atomes possèdent 1 électron sur leur couche externe et ils le cèdent facilement afin d'avoir leur couche externe saturée.  Par exemple, lorsque le sodium (Na) perd un électron il devient chargé positivement et il est noté Na+.   Les éléments de l'avant dernière colonne appartiennent à la famille des halogène: fluor (F), chlore (CL), brome (Br), iode (I) ...  Ces éléments ont 7 électrons sur leur couche externe et ils en captent facilement 1 afin d'avoir leur couche externe saturée.  Ils deviennent alors chargés négativement.  Par exemple le fluor (F) qui capte un électron devient négatif et est noté F-.  Les éléments de la dernière colonne constituent la famille des gaz rare et n'interviennent pas dans les réactions chimiques.  Ils ont tous, en effet, leur couche externe saturée.
 

Une nouvelle ligne ou période est utilisée chaque fois qu'intervient une nouvelle couche.  Par exemple la première période contient l'atome d'hydrogène et l'atome d'hélium.  La couche externe de ces 2 atomes est la couche K.  L'hydrogène a 1 électron sur cette couche et l'hélium en a 2 (couche saturée, élément stable non réactif).  La 2 ème période rassemble les atomes dont la couche externe est L.  On y retrouve le carbone.  La 3 ème période rassemble les atomes dont la couche externe est la couche M etc ...
 

Note: un tableau périodique complet indique la tempéraure de fusion d'un atome, la température d'ébullition, sa masse volumique, sa structure électronique (répartition des électrons sur les couches), son degrès d'oxydation, sa masse atomique (masse de 6,0222 1023 atomes) notée A , son nom, son symbole et son numéro atomique (Z). Voir nos liens pour consulter un tableau complet.

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Grace a ce tableau tu peux cliquer sur les elements de ton choix !

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