Introduction à la chimie
Objectif d’apprentissage
- Déterminer la relation entre le nombre de masse d’un atome, son numéro atomique, sa masse atomique et son nombre de particules subatomiques
Points clés
- Les atomes neutres de chaque élément contiennent un nombre égal de protons et d’électrons.
- Le nombre de protons détermine celui d’un élément numéro atomique et est utilisé pour distinguer un élément d’un autre.
- Le nombre de neutrons est variable, ce qui donne des isotopes, qui sont des formes différentes du même atome qui ne varient que par le nombre de neutrons qu’ils possèdent.
- Ensemble, le nombre de protons et le nombre de neutrons déterminent le nombre de masse d’un élément.
- Puisque les isotopes d’un élément ont des nombres de masse légèrement différents, la masse atomique est calculée en obtenant la moyenne de les nombres de masse de ses isotopes.
Termes
- masse atomique Masse moyenne d’un atome, en tenant compte de tous ses isotopes naturels.
- nombre de masse La somme des nombre de protons et le nombre de neutrons dans un atome.
- numéro atomiqueLe nombre de protons dans un atome.
Nombre atomique
Atomes neutres d’un élément contiennent un nombre égal de protons et d’électrons. Le nombre de protons détermine le numéro atomique d’un élément (Z) et distingue un élément d’un autre. Par exemple, le numéro atomique du carbone (Z) est 6 car il a 6 protons. Le nombre de neutrons peut varier pour produire des isotopes, qui sont des atomes du même élément qui ont des nombres différents de neutrons. Le nombre d’électrons peut également être différent dans les atomes du même élément, produisant ainsi des ions (atomes chargés). Par exemple, le fer, Fe, peut exister dans son état neutre, ou dans les états ioniques +2 et +3.
Numéro de masse
Le numéro de masse d’un élément (A) est le somme du nombre de protons et du nombre de neutrons. La petite contribution de masse des électrons n’est pas prise en compte dans le calcul du nombre de masse. Cette approximation de la masse peut être utilisée pour calculer facilement le nombre de neutrons d’un élément en soustrayant simplement le nombre de protons du nombre de masse. Les protons et les neutrons pèsent tous les deux environ une unité de masse atomique ou amu. Les isotopes d’un même élément auront le même numéro atomique mais des numéros de masse différents.
Les scientifiques déterminent la masse atomique en calculant la moyenne des nombres de masse de ses isotopes naturels. Souvent, le nombre résultant contient une décimale. Par exemple, la masse atomique du chlore (Cl) est de 35,45 amu car le chlore est composé de plusieurs isotopes, certains (la majorité) avec une masse atomique de 35 amu (17 protons et 18 neutrons) et certains avec une masse atomique de 37 amu (17 protons et 20 neutrons).
Étant donné un numéro atomique (Z) et un nombre de masse (A), vous pouvez trouver le nombre de protons, neutrons et électrons dans un atome neutre. Par exemple, un atome de lithium (Z = 3, A = 7 amu) contient trois protons (trouvés à partir de Z), trois électrons (car le nombre de protons est égal au nombre d’électrons dans un atome) et quatre neutrons (7 – 3 = 4).