Le noyau de l’atome de fluor est caractérisé par les nombres A = 19 et Z = 9.

1)- Déterminer le nombre de protons du noyau.

2)- En déduire le nombre de neutrons du noyau.

Atome de cobalt :

1)- Les valeurs de A et Z pour cet atome.

-  Cet atome possède 27 protons et 32 neutrons.

-  Le nombre de protons que contient le noyau est noté Z.

-  On l’appelle aussi le numéro atomique ou le nombre de charge.

-  Pour le cobalt : Z = 27

-  Le nombre de nucléons est noté A, on l’appelle aussi le nombre de masse.

-  A = Z + N = 27 + 32

-  A = 59

2)- Nombre d’électrons d’un atome de cobalt. Justification

-  Un atome est électriquement neutre.

-  La charge portée par un électron est opposée à celle portée par un proton.

-  Le nombre d’électrons d’un atome est égal au nombre de protons.

-  L’atome de cobalt possède Z = 27 électrons.

-  Additif :

-  Représentation symbolique de ce noyau ou de cet atome :

-   

1)- Valeurs de A et Z pour cet atome.

-  Nombre de protons : Z = 79

-  Nombre de masse :

-  A = Z + N = 79 + 121

-  A = 200

2)- Nombre d’électrons de cet atome.

-  L’atome d’or est électriquement neutre :

-   E = Z = 79

3)- Masse du nuage électronique de cet atome.

-  m (Nuelec) = Z . m_électron

-  m (Nuelec) = 79 x 9,11 x 10^–31 kg

-  m (Nuelec) ≈ 7,1969 x 10^–29 kg

-  m (Nuelec) ≈ 7,20 x 10^–29 kg

a)-  La masse des électrons est négligeable devant la masse des nucléons.

-  Masse des nucléons :

-  m (Nucléons) = A . m_nucléon

-  m (Nucléons) = 200 x 1,67 x 10^–27 kg

-  m (Nucléons) = 3,34 x 10^–25 kg

-  Comparaison :

-   

-  Conclusion : 

-  m (Nucléons) >> m (Nuelec)

-  La masse des nucléons est très grande par rapport

-  à celle du nuage électronique.

-  Ou :

-  La masse du nuage électronique est négligeable

-  devant celle du noyau d’un atome.

b)-  En déduire la masse de l’atome.

-  La masse d’un atome est essentiellement concentrée sur son noyau

-  car la masse des électrons est négligeable devant celle des nucléons : 

-  La masse d’un atome de nombre de masse A :

-  m_Atome ≈ A. m_nucleon

-  m_Atome = 200 x 1,67 x 10^–27 kg

-  m_Atome = 3,34 x 10^–25 kg

1)- La relation de façon littérale :

-   Q = Z . e

2)- Valeur de la charge du noyau de l’atome de carbone caractérisé par A = 12 et Z = 6 :

-  Q = Z . e

-  Q = 6 x 1,60 x 10^–19 C

-  Q ≈ 9,60 x 10^–19 C

3)- Valeur de la charge de son nuage électronique.

-  L’atome étant électriquement neutre la charge portée

par le nuage électronique a une valeur opposée à celle portée par le noyau.

-  Q’ = – Q ≈ – 9,60 x 10^–19 C

1)- Anion ou cation :

-  Un ion provient d’un atome ou d’un groupement d’atomes

 ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.

-  Un anion (ion chargé moins) résulte de la capture d’un ou plusieurs électrons.

-  Un cation (ion chargé plus) résulte de la perte d’un ou plusieurs électrons.

-  Dans le cas présent, l’ion possède plus de protons que d’électrons.

-  C’est un cation.

2)- Formule de l’ion :

-  C’est ion provient d’un atome X ayant perdu 2 électrons : c’est un cation.

-  X²⁺

L’atome de magnésium, de numéro atomique Z = 12,

de nombre de nucléons A = 24 et de symbole Mg,

forme un cation en perdant deux électrons.

1)- Écrire la formule de cet ion.

2)- Déterminer le nombre de protons et de neutrons de cet ion.

3)- Exprimer la charge du nuage électronique en fonction de la charge élémentaire e.

1)- Formule de cet ion :

-  Cet ion provient d’un atome de magnésium ayant perdu deux électrons

-  C’est un cation de formule Mg²⁺.

2)- Nombre de protons et de neutrons de cet ion.

-  Cet ion possède : Z = 12 protons

-  Cet ion possède N = A – Z = 24 –12 = 12 neutrons

-  Son nuage électronique est constitué de 10 électrons.

3)- Charge du nuage électronique en fonction de la charge élémentaire e.

-  Q’ = – 10 e

-  Q’ = – 10 x 1,60 x 10^–19 C

-  Q’ = – 1,60 x 10^–18 C

-  Remarque : le noyau de cet atome porte la charge électrique suivante :

-  Q = Z . e = 12 e

-  Q = 12 x 1,6 x 10^–19 C

-  Q = 1,92 x 10^–18 C

Analyse (mg/L)

Calcium (Ca²⁺)

68

Hydrogénocarbonates (HCO₃^– )

219

Sodium (Na⁺)

21

Sulfates (SO₄^2–)

39

Magnésium (Mg²⁺)

11

Chlorures (Cl^–)

28

Potassium (K⁺)

2

Nitrates (NO₃^–)

< 1

Extrait sec à 180 ° C : 300 mg / L  –   pH = 7,3

1)- Construire un tableau comportant les ions monoatomiques présents

en indiquant le nombre d’électrons de chacun des ions monoatomiques.

1)-  et 2 )-Tableau comportant les ions monoatomique :

-  Remarque :

-  L’ion hydrogénocarbonate, l’ion sulfate et l’ion nitrate sont des ions polyatomiques.

-  Un ion polyatomique provient d’un groupement d’atomes ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.

1)- L’ion sulfure :

-  L’ion sulfure, S^2– est un anion.

-  Il porte une charge négative.

-  L’ion sulfure provient d’un atome de soufre ayant gagné deux électrons.

2)- Composition de cet ion :

-  L’ion sulfure provient d’un atome de soufre ayant gagné deux électrons.

-  Il possède deux électrons de plus que de protons.

-  Le nombre l’électrons : 18.

-  Le nombre de protons : 16

-  Par déduction, le nombre de neutrons : 17.

3)- Notation symbolique de l’élément soufre : S

-  Z = 16 et A = 16 + 17 = 33

-  Notation symbolique du noyau ou de l’atome de soufre :

a)-  Charge du noyau de l’ion sulfure.

-  Le noyau comprend 16 protons :

-  Q = Z . e = 16 x 1,60 x 10^–19 C

-  Q ≈ 2,56 x 1,60 x 10^–18 C

b)-  Charge de son nuage électronique.

-  Q’ = – (Z + 2) . e = – 18 x 1,60 x 10^–19 C

-  Q’ ≈ 2,88 x 10^–18 C

5)- Formule des ions mercure qu’il renferme.

-  Un cristal ionique est un empilement compact et ordonnée d’ions (cation et anions).

-  La formule HgS est une formule statistique.

-  Elle indique qu’il y a autant de cations que d’anions dans le cristal.

-  Comme globalement le cristal est électriquement neutre,

-  L’ion mercure a pour formule Hg²⁺ car l’ion sulfure S^2– porte deux charges moins.