Rappel de cours
- Z = numéro atomique = nombre de protons
- A = nombre de masse = protons + neutrons
- N = A - Z = nombre de neutrons
- Atome neutre : nombre d'électrons = Z
- Ion : nombre d'électrons = Z - charge de l'ion
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L'atome de sodium
Le sodium a pour symbole Na, son numéro atomique est Z = 11 et son nombre de masse A = 23.
Questions :
- Combien de protons contient le noyau de sodium ?
- Combien de neutrons contient-il ?
- Combien d'électrons possède l'atome de sodium neutre ?
- Écris la notation symbolique du noyau.
Voir la correction
- Nombre de protons = Z = 11 protons
- Nombre de neutrons = A - Z = 23 - 11 = 12 neutrons
- Atome neutre → nombre d'électrons = Z = 11 électrons
- Notation : 2311Na
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Identifier un élément mystère
Un atome possède 17 protons et 18 neutrons.
Questions :
- Quel est son numéro atomique Z ?
- Quel est son nombre de masse A ?
- De quel élément s'agit-il ? (Consulte le tableau périodique)
- Combien d'électrons possède cet atome neutre ?
- Écris sa notation symbolique.
Voir la correction
- Z = nombre de protons = 17
- A = Z + N = 17 + 18 = 35
- Z = 17 → c'est le chlore (Cl)
- Atome neutre → 17 électrons
- Notation : 3517Cl
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Ions et électrons
L'ion fer (III) s'écrit Fe³⁺. Le fer a pour numéro atomique Z = 26 et nombre de masse A = 56.
Questions :
- Combien de protons contient le noyau de l'ion Fe³⁺ ?
- Combien de neutrons ?
- Combien d'électrons possède l'ion Fe³⁺ ?
- L'ion a-t-il gagné ou perdu des électrons par rapport à l'atome neutre ?
Voir la correction
- Le noyau ne change pas lors de l'ionisation → 26 protons
- N = A - Z = 56 - 26 = 30 neutrons
- Fe³⁺ signifie charge +3 → 3 électrons perdus → 26 - 3 = 23 électrons
- L'ion Fe³⁺ a perdu 3 électrons (cation = perte d'électrons).
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Isotopes du carbone
Le carbone existe sous trois isotopes : ¹²C, ¹³C et ¹⁴C.
Questions :
- Quel est le numéro atomique Z du carbone ?
- Pour chaque isotope, donne le nombre de protons, neutrons et électrons.
- Pourquoi ces trois isotopes sont-ils du même élément ?
- Lequel est utilisé en datation archéologique ? Pourquoi ?
Voir la correction
- Z = 6 pour tous les isotopes du carbone.
- ¹²C : 6p, 6n, 6e⁻
- ¹³C : 6p, 7n, 6e⁻
- ¹⁴C : 6p, 8n, 6e⁻
- Ils ont le même Z (même nombre de protons) → même élément chimique.
- Le ¹⁴C est radioactif (demi-vie = 5730 ans). En mesurant le rapport ¹⁴C/¹²C dans un échantillon ancien, on peut dater des objets jusqu'à ~50 000 ans.
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Tableau récapitulatif
Complète le tableau suivant pour chaque espèce chimique :
| Espèce | Z | A | Protons | Neutrons | Électrons |
|---|---|---|---|---|---|
| 168O | ? | ? | ? | ? | ? |
| 2713Al³⁺ | ? | ? | ? | ? | ? |
| 4020Ca | ? | ? | ? | ? | ? |
| 3216S²⁻ | ? | ? | ? | ? | ? |
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| Espèce | Z | A | Protons | Neutrons | Électrons |
|---|---|---|---|---|---|
| 168O | 8 | 16 | 8 | 8 | 8 |
| 2713Al³⁺ | 13 | 27 | 13 | 14 | 10 |
| 4020Ca | 20 | 40 | 20 | 20 | 20 |
| 3216S²⁻ | 16 | 32 | 16 | 16 | 18 |
Points clés des exercices
- 1.Toujours commencer par identifier Z (protons) et A (masse).
- 2.N = A - Z pour trouver les neutrons.
- 3.Pour un ion, ajuster le nombre d'électrons selon la charge.
- 4.Les isotopes ont même Z, différent A.
