L’atome et l’élément chimique




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Le modèle de l'atome

Le tableau périodique des éléments

 
L’atome, considéré, longtemps, comme la plus petite partie insécable de la matière est constitué  de neutrons, sans charge électrique, de protons, chargés positifs, et d’électrons chargés négatifs. À l’état stable et neutre, le nombre d’électrons égale le nombre de protons. Ce nombre de protons et, donc d’électrons, détermine les propriétés chimiques de l’atome considéré. Pour un même type d’atomes, il peut y avoir différents nombres de neutrons. Le nombre  de protons (Z) caractérise un élément et la somme des nombres de protons et de neutrons (A) caractérise un isotope de cet élément.

Les masses du neutron et du proton sont quasi égales et la masse de l’électron est insignifiante.

Chaque élément est identifié par un numéro atomique qui est son nombre de protons, par un nom et par un symbole constitué de une ou deux lettres dont la première est une majuscule.

Exemple : le carbone est un élément constitué sept isotopes dont deux stables.  Son numéro atomique est 6. On écrit 6C ou simplement C pour désigner l’élément carbone de six protons.

Ses isotopes  s’écrivent  AZC  et ceux qui sont stables 126C et 136C parce que leur nombre de neutrons est 12-6=6 et 13-6 =7.

Un élément peut se présenter sous diverses formes physiques appelées allotropes. Des allotropes du carbone sont le grafite, le diamant et le graphène.


Un élément est un ensemble d'atomes ayant le même nombre de protons dans ses noyaux atomiques (c'est-à-dire le même numéro atomique, ou Z). Par exemple, le numéro atomique de l'oxygène est 8, donc l'élément oxygène décrit tous les atomes qui ont 8 protons.

Au total, 118 éléments ont été identifiés.

94 premiers se trouvent naturellement sur Terre 

 les 24 autres sont des éléments synthétiques 

Il y a 80 éléments qui ont au moins un isotope stable :

38 qui ont exclusivement des radionucléides qui se décomposent avec le temps en d'autres

Le fer est l'élément le plus abondant (en masse) composant la Terre, tandis que l'oxygène est l'élément le plus courant de la croûte terrestre.

Les éléments chimiques constituent toute la matière ordinaire de l'univers. Cependant, les observations astronomiques suggèrent que la matière ordinaire observable ne représente qu'environ 15 % de la matière de l'univers. Le reste est de la matière noire, dont la composition est inconnue, mais qui n'est pas composée d'éléments chimiques.

Les deux éléments les plus légers, l'hydrogène et l'hélium, ont été formés  lors du Big Bang et sont les éléments les plus courants de l'univers.

Les trois éléments suivants (lithium, béryllium et bore) ont été formés principalement par la spallation des rayons cosmiques et sont donc plus rares que les éléments plus lourds.

La formation d'éléments comportant 6 à 26 protons se produit dans les étoiles de séquence principale par le biais de la nucléosynthèse stellaire. La grande abondance d'oxygène, de silicium et de fer sur Terre reflète leur production commune dans ces étoiles. Les éléments ayant plus de 26 protons sont formés par nucléosynthèse dans les supernovae qui, lorsqu'elles explosent, éjectent ces éléments comme des restes de supernovae loin dans l'espace, où ils peuvent être incorporés aux planètes lors de leur formation.

Le terme "élément" est utilisé pour les atomes ayant un nombre donné de protons (qu'ils soient ou non ionisés ou chimiquement liés, par exemple l'hydrogène dans l'eau) ainsi que pour une substance chimique pure constituée d'un seul élément (par exemple l'hydrogène gazeux). Pour la deuxième signification, les termes "substance élémentaire" et "substance simple" ont été proposés, mais ils n'ont pas été beaucoup acceptés dans la littérature chimique anglaise, alors que dans certaines autres langues, leur équivalent est largement utilisé (par exemple, en français corps simple, en russe простое вещество)..

Le tableau périodique, également appelé tableau périodique des éléments ou de Mendeleev, est un affichage tabulaire des éléments chimiques, classés par numéro atomique, configuration électronique et propriétés chimiques récurrentes. La structure du tableau montre les tendances périodiques. Les sept lignes du tableau, appelées périodes, ont généralement des métaux à gauche et des non-métaux à droite. Les colonnes, appelées groupes, contiennent des éléments ayant des comportements chimiques similaires. Six groupes ont accepté des noms ainsi que des numéros attribués: par exemple, les éléments du groupe 17 sont les halogènes; et le groupe 18 sont les gaz nobles. Sont également affichés quatre zones ou blocs rectangulaires simples associés au remplissage de différentes orbitales atomiques.

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