Les atomes et les ions – Cours
⚡ LES ATOMES ET LES IONS
I
L’atome : structure et modèle

1. Modèles d’atome
- Modèle de Bohr : modèle planétaire, électrons sur des trajectoires précises.
- Modèle actuel (Schrödinger) : modèle probabiliste, noyau entouré d’un nuage électronique (pas de trajectoire définie).
2. Le noyau
- Situé au centre de l’atome, porte des charges positives.
- Concentre pratiquement toute la masse de l’atome.
- Son diamètre est 100 000 fois plus petit que celui de l’atome → l’atome est essentiellement vide (structure lacunaire).
- Le numéro atomique \( Z \) est le nombre de charges positives du noyau.
3. Les électrons
- Tournent autour du noyau à très grande vitesse, forment le cortège électronique.
- Masse très faible : \( m_e = 9,1 \times 10^{-31} \, \text{kg} \)
- Charge électrique négative : \( -e \) avec \( e = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \) (charge élémentaire).
- Symbolisé par \( e^- \).
- Les électrons sont identiques quel que soit l’atome.
4. Neutralité électrique de l’atome
Dans un atome, le nombre de charges positives du noyau est égal au nombre de charges négatives des électrons.
\( (+Ze) + (-Ze) = 0 \)
L’atome est électriquement neutre.
5. Symbole et nombre d’électrons de quelques atomes
| Atome | Symbole | Nombre d’électrons |
|---|---|---|
| Hydrogène | H | 1 |
| Carbone | C | 6 |
| Oxygène | O | 8 |
| Cuivre | Cu | 29 |
| Fer | Fe | 26 |
| Atome | Z | Charge du noyau | Charge des électrons | Charge totale |
|---|---|---|---|---|
| H | 1 | +1e | -1e | 0 |
| C | 6 | +6e | -6e | 0 |
| Fe | 26 | +26e | -26e | 0 |
| Cl | 17 | +17e | -17e | 0 |
II
Les ions

1. Définition
- Un ion est un atome (ou groupe d’atomes) qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.
- Ion monoatomique : constitué d’un seul atome.
- Ion polyatomique : constitué de plusieurs atomes.
- Seules des charges négatives (électrons) peuvent être perdues ou gagnées. Le nombre de protons (charges positives) reste inchangé.
Cation
Ion positif
A perdu des e⁻
Ex: H⁺, Cu²⁺, NH₄⁺
Anion
Ion négatif
A gagné des e⁻
Ex: Cl⁻, O²⁻, SO₄²⁻
2. Types d’ions
| Cations | Anions | ||
|---|---|---|---|
| monoatomiques | polyatomiques | monoatomiques | polyatomiques |
| H⁺ Al³⁺ | NH₄⁺ H₃O⁺ | Cl⁻ O²⁻ | OH⁻ SO₄²⁻ |
3. Formule des ions
- On représente un ion par le symbole de l’atome (ou la formule du groupe) en ajoutant en exposant (en haut à droite) le nombre de charges et leur signe.
Na⁺ Mg²⁺ Cl⁻ SO₄²⁻ NH₄⁺
L’exposant indique le nombre de charges perdues (+) ou gagnées (-).

📌 Synthèse – Matériaux et électricité
• Atome : noyau (charges +, masse) + nuage électronique (charges –).
• Neutralité : \( (+Ze) + (-Ze) = 0 \) → atome neutre.
• Ion : atome ayant perdu (cation, +) ou gagné (anion, –) des électrons.
• Types : monoatomique (1 atome) ou polyatomique (plusieurs atomes).
La charge électrique est quantifiée par la charge élémentaire \( e = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \).
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