Atome du grec "a-tomos", "in-divisible"

On définit généralement l'atome comme étant la plus petite partie d'un élément possédant les propriétés chimiques de cet élément.

Cliquez pour avoir un aperçu des différents modèles qui se sont succédé de Leucippe de Milet à nos jours.

Le modèle suivant, tout en ne représentant pas vraiment l'atome réel, nous permet de comprendre les grandes lignes de sa structure.

L'atome de n'importe quel élément comprend deux parties :

le noyau : il se trouve au centre de l'atome et en contient presque toute la masse. Il se compose de nucléons:
a. particules positives, les protons (symbole "p")
b. particules neutres, les neutrons (symbole "n").
Note : Protons et neutrons ont la même masse de 1 unité atomique. La masse d'un proton est égale à environ : 1,672 x 10^-24 g.

Alors que l'électron reste une particule élémentaire (sans structure connue), on sait (voir Histoire de l'atome) que ce n'est pas le cas des nucléons: proton et neutron (durée de demi-vie de 615 secondes hors du noyau...).
les électrons (symbole "e^-"), un système de particules négatives et très légères, qui tournent autour du noyau et sont en nombre égal à celui des protons, ce qui rend l'atome électriquement neutre.
Note : La masse d'un électron est environ 1840 fois plus faible que celle d'un proton. Autrement dit, elle est négligeable.

Comme on le voit ci-dessus, le diamètre de l'atome est environ 10 000 (mais cela peut aller jusqu'à 100 000) fois plus grand que celui de son noyau, ce qui implique que la plus grande partie de l'atome est constituée de VIDE ! Ainsi, si on représentait par une orange le noyau d'un atome de zinc, ses électrons périphériques tourneraient à 5 km de son centre. Cette notion est importante pour comprendre l'énorme masse volumique de certaines étoiles.

Masse et numéro atomique: La masse atomique correspond à la somme des protons et des neutrons, elle s'inscrit en haut et à gauche du symbole. Ex. : ¹²C.

Attention : Si la masse d'un atome est un nombre entier, la masse relative indiquée dans le tableau périodique est une moyenne des masses des différents atomes d'un même élément. Elle varie donc selon les isotopes de l'élément.

Le numéro atomique correspond au nombre des protons (et des électrons de l'atome neutre), il s'inscrit en bas et à gauche du symbole. Ex. : ₆C. La différence entre la masse et le numéro atomiques donne donc le nombre des neutrons.

Numéro atomique	Symbole	K	L	M	N
1	H	1
2	He	2
3	Li	2	1
4	Be	2	2
5	B	2	3
6	C	2	4
7	N	2	5
8	O	2	6
9	F	2	7
10	Ne	2	8
11	Na	2	8	1
12	Mg	2	8	2
13	Al	2	8	3
14	Si	2	8	4
15	P	2	8	5
16	S	2	8	6
17	Cl	2	8	7
18	Ar	2	8	8
19	K	2	8	8	1
20	Ca	2	8	8	2

Couches électroniques: Les électrons orbitent autour du noyau sur plusieurs couches électroniques. Le nombre de couches est limité à sept et on les désigne par les lettres K, L, M, N, O, P et Q. Elles correspondent aux rangées ou périodes du tableau périodique. Les électrons se placent d'abord sur les couches proches du noyau et en nombre bien déterminé sur chaque couche. Le nombre MAXIMUM d'électrons par couche est de : 2 pour K, 8 pour L, 18 pour M, 32 pour N, 32 pour O, 18 pour P et 8 pour Q.

Note: La lettre K aurait pour origine un terme allemand, "das Kern", qui signifie "le noyau". Les électrons de la couche K sont les électrons les plus proches du noyau. Ce sont les électrons du "coeur". Les spectroscopistes utilisaient ces termes. Pour la lettre L, il suffit de prendre la lettre suivante de l'alphabet !

LE TABLEAU PÉRIODIQUE : Un savant russe, Mendéléev, construisit le tableau périodique en se basant sur les propriétés des éléments. Il a placé dans les mêmes colonnes les éléments qui avaient des comportements semblables.

a. Les périodes (rangées horizontales):
Les éléments d'une même période ont le même nombre de couches.

b. Les familles (colonnes verticales):
Les éléments de la même famille ou groupe sont classés en colonnes. Ils ont le même nombre d'électrons sur leur dernière couche (couche périphérique).

c. La configuration électronique:

Pour trouver la configuration électronique des atomes des vingt premiers éléments, il est bien de suivre les règles suivantes :

1. On fait suivre le symbole de l'élément de parenthèses comportant autant d'espaces qu'il y a de couches électroniques, c'est-à-dire d'un nombre d'espaces correspondant au numéro de la rangée.
Ex.: ₂₀Ca ( , , , ) 4ème rangée = 4 espaces

2. On commence par remplir la dernière couche avec un nombre d'électrons correspondant au numéro d'oxydation principal du premier élément de la colonne (sauf pour la colonne de l'azote où on prendra 5 et pour les gaz rares où on prendra 8).
Ex.: ₂₀Ca ( , , , 2)

3. On remplit ensuite les deux premières couches avec le maximum possible d'électrons.
Ex.: ₂₀Ca (2, 8, , 2)

4. On termine enfin en mettant dans l'avant-dernière couche le nombre d'électrons manquants. Ex.: ₂₀Ca (2, 8, 8, 2)

Pour voir les électrons tourner sur leurs orbites, cliquer sur électrons en orbites

Pour tout savoir sur l'histoire de l'atome et les orbitales quantiques, cliquez sur histoire de l'atome

Voir aussi le tableau interactif des orbitales

Remarquons que les gaz rares comme le néon ou l'argon, qui ne réagissent pas ou peu avec les autres éléments, ont tous 8 électrons sur leur dernière couche et que les éléments qui suivent chaque gaz rare ont une couche électronique supplémentaire. Cette règle s'applique aussi à l'hélium si l'on considère que son unique couche ne peut contenir plus que deux électrons. Il semble donc qu'avoir 8 électrons sur la dernière couche représente un état de stabilité souhaitable pour les éléments. Ceci nous aidera à comprendre les liaisons ioniques et covalentes entre les atomes ou groupes d'atomes.