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Fiche résumé — Structure de la matière

Chapitre 7 | Seconde Bac Pro | Physique-Chimie

KL

Structure de l'atome

  • Noyau : protons (p⁺, charge +) et neutrons (n⁰, sans charge)
  • Électrons (e⁻, charge −) : gravitent autour du noyau
  • Atome neutre : nombre de protons = nombre d'électrons
\(A = Z + N\)

Z = numéro atomique (protons), A = nombre de masse, N = neutrons

Notation : \({}^{A}_{Z}\text{X}\)

Couches électroniques

  • Couche K : max 2 électrons (la plus proche du noyau)
  • Couche L : max 8 électrons
  • Couche M : max 18 électrons
  • Remplissage dans l'ordre : K → L → M
  • Exemple carbone (Z=6) : K(2) L(4)

Ions : cations et anions

  • Ion : atome qui a perdu ou gagné des électrons (charge non nulle)
  • Cation (charge +) : a perdu des e⁻ (ex. : Na⁺, Ca²⁺, Fe³⁺)
  • Anion (charge −) : a gagné des e⁻ (ex. : Cl⁻, O²⁻)
  • Ne pas confondre Fe (atome neutre) et Fe²⁺ (ion chargé)

Molécules et formule brute

  • Molécule : assemblage d'atomes liés, électriquement neutre
  • Formule brute : indique nature et nombre d'atomes
  • H₂O : 2 H + 1 O | CO₂ : 1 C + 2 O
  • Absence d'indice = 1 atome

Les 3 états de la matière (échelle microscopique)

  • Solide : particules ordonnées, jointives, vibrations faibles (bois, métal, glace)
  • Liquide : particules désordonnées, proches, mouvements locaux (eau, colle, vernis)
  • Gaz : particules désordonnées, très espacées, mouvements rapides (air, vapeur d'eau)
Piège 1 : Confondre Z (numéro atomique = nombre de protons) et A (nombre de masse = protons + neutrons). Z identifie l'élément chimique ; A inclut aussi les neutrons.
Piège 2 : Croire qu'un cation a gagné des charges positives. En réalité, un cation a perdu des électrons (charges négatives), ce qui laisse un excès de charges positives.
Piège 3 : Confondre atome et molécule. L'atome est la brique élémentaire (Fe, C, Na). La molécule est un assemblage de plusieurs atomes liés (H₂O, CO₂). Un atome seul n'est pas une molécule.
Astuce : Pour retrouver le nombre de neutrons : N = A − Z. Exemple pour le carbone : A = 12, Z = 6, donc N = 12 − 6 = 6 neutrons.
Astuce : Retenir les éléments clés avec leurs symboles : H (hydrogène), C (carbone), N (azote), O (oxygène), Fe (fer), Cu (cuivre). Le symbole n'est pas toujours la première lettre du nom français (Fe = fer, du latin ferrum).

Résumé express — Méthode type

  1. Identifier l'entité chimique : atome (neutre, 1 élément), ion (chargé) ou molécule (neutre, plusieurs atomes liés)
  2. Pour un atome : repérer Z et A, en déduire le nombre de protons, neutrons (\(N = A - Z\)) et électrons (= Z si neutre)
  3. Pour un ion : comparer le nombre d'électrons au nombre de protons pour déterminer cation (+) ou anion (−)
  4. Pour une molécule : lire la formule brute pour identifier les atomes et leur nombre
  5. Associer l'état physique à l'organisation microscopique des particules
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