Le modèle atomique simplifié

Le modèle atomique de Rutherford-Bohr a certaines limites puisqu'il ne permet pas d'expliquer pourquoi le noyau n'éclate pas bien qu'il soit composé entièrement de charges positives (les charges identiques se repoussent habituellement).

Or, en 1932, le physicien anglais James Chadwick découvre une particule neutre dans l’atome. Il la nomme donc neutron. Elle a approximativement la même masse que le proton. Elle permet de stabiliser le noyau de l’atome. 

Un atome qui n'a pas le bon nombre de neutrons devient instable et peut exploser, ce qui est à l’origine de la radioactivité.

Le modèle atomique simplifié représente l'atome en indiquant le nombre de protons et de neutrons dans le noyau ainsi que le nombre d'électrons dans chacune des couches électroniques.

La distribution des électrons (distribution électronique)

Les électrons circulent à l’intérieur de zones bien déterminées appelées couches électroniques. 
 
La zone la plus près de l’atome pouvant contenir des électrons sera appelée la première couche électronique.  Ensuite, on trouvera les deuxième, troisième et quatrième couches électroniques ainsi que les suivantes. 
 
Une couche électronique (ou niveau énergétique) peut contenir plus d’un électron.

La formule 2n2 (où n représente le numéro de la couche électronique) permet de savoir combien d’électrons au maximum peut contenir chaque couche électronique en fonction du numéro de la couche.

La troisième couche électronique peut contenir au maximum 18 électrons car
2 x 32 = 18.

Pour distribuer les électrons, on doit respecter les trois règles suivantes. 

  • On doit remplir les couches les plus près du noyau avant de passer aux couches suivantes. 
  • La dernière couche électronique ne doit jamais avoir plus de huit électrons.

Voici la distribution électronique de quelques éléments :
C :   2e-, 4e-
Ar :  2e- ,8e-,8e-
K :   2e-, 8e-, 8e-, 1e- 
Br:   2e-, 8e-, 18e-, 7e- 


Il faut remarquer que le potassium (K) possède 8 électrons sur sa troisième couche, alors que le maximum possible est 18.  Cependant, si on avait placé 9 électrons sur la dernière couche, nous n’aurions pas respecté la règle numéro 2 qui stipule que la dernière couche d’un atome ne doit jamais dépasser 8 électrons.

La représentation d'un atome à l'aide du modèle atomique simplifié

On peut représenter le modèle d'un atome en dessinant son noyau avec le nombre de protons et de neutrons inscrits à l'intérieur. Par la suite, on dessine chacun des électrons sur chacune des couches électroniques.

Voici une représentation du lithium


source

Si l'atome possède beaucoup d'électrons, on peut utiliser la même technique, mais au lieu de dessiner chacun des atomes, on indique le nombre d'électrons que l'on trouve sur chacune des couches électroniques.

Voici une représentation du Neptunium


source

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse