Atomes, molécules et modèle particulaire

atome — Un atome est formé d'un noyau central, qui contient des protons chargés positivement et des neutrons sans charge, autour duquel se déplacent des électrons chargés négativement. Presque toute la masse est dans le noyau ; presque tout le volume est occupé par les électrons.

Un atome est électriquement neutre : il porte autant de charges positives que de charges négatives. Le nombre d'électrons est donc égal au nombre de protons, c'est-à-dire au numéro atomique $Z$. Cette égalité n'est pas une coïncidence à retenir : c'est elle qui rend l'atome neutre, et c'est sa rupture qui fabrique un ion.

Le sodium a pour numéro atomique 11 et pour nombre de masse 23. Donner la composition complète de son atome.

1. Le numéro atomique donne le nombre de protons : il y en a 11.
2. L'atome étant neutre, il possède autant d'électrons que de protons, soit 11 électrons.
3. Les neutrons s'obtiennent par différence entre le nombre de masse et le numéro atomique :$23-11=12$

11 protons, 12 neutrons, 11 électrons

ion, cation, anion — Un ion est un atome — ou un groupe d'atomes — qui a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons, et qui n'est donc plus neutre. Un cation a perdu des électrons et porte une charge positive : $N{a}^{+}$, $C{u}^{2+}$. Un anion en a gagné et porte une charge négative : $C{l}^{-}$, $O^{2-}$. Le noyau, lui, n'a pas changé.

Déterminer la composition d'un ion

1. Relever le numéro atomique $Z$ : il donne le nombre de protons, qui ne change jamais.
2. Lire la charge portée en exposant, avec son signe.
3. Soustraire cette charge au nombre de protons pour obtenir le nombre d'électrons.$29-2=27$Un cation de charge +2 a perdu deux électrons.
4. Contrôler le sens : un ion positif a moins d'électrons que de protons, un ion négatif en a davantage.

tableau périodique — Le tableau périodique classe les éléments par numéro atomique croissant, en les rangeant de telle sorte que ceux d'une même colonne aient des propriétés chimiques voisines. Une colonne s'appelle une famille, une ligne une période. Ce n'est pas une liste : c'est un classement qui prédit — Mendeleïev y a laissé des cases vides pour des éléments qu'on a découverts ensuite, avec les propriétés annoncées.

molécule et formule brute — Une molécule est un assemblage d'atomes liés entre eux, électriquement neutre. Sa formule brute compte les atomes de chaque élément, sans dire comment ils sont liés : $H_{2}O$ signifie deux atomes d'hydrogène et un d'oxygène. L'indice s'écrit en bas à droite du symbole ; son absence signifie un atome.

Compter les atomes d'une formule

1. Lire l'indice écrit en bas à droite de chaque symbole ; son absence vaut 1.
2. Multiplier par le grand nombre écrit devant la formule, s'il y en a un, qui compte les molécules.
3. Additionner pour obtenir le nombre total d'atomes.$3\times 2+3\times 1=9$Trois molécules d'eau : six atomes d'hydrogène et trois d'oxygène.
4. Contrôler que chaque élément a bien été compté séparément avant tout total.