L'idée de l'atome remonte à l'Antiquité, mais les modèles scientifiques se sont construits à partir du XIXᵉ siècle. Dalton imagine l'atome comme une sphère pleine et indivisible, propre à chaque élément. Thomson découvre l'électron et propose un modèle « plum-pudding » où les électrons sont incrustés dans une masse positive. Rutherford, grâce à son expérience de la feuille d'or, met en évidence un noyau minuscule et dense, autour duquel gravitent les électrons. Bohr perfectionne ce modèle en 1913 en introduisant des couches électroniques sur lesquelles les électrons se répartissent.
💡 À retenir : Le modèle de l'atome a évolué de la boule indivisible de Dalton au modèle planétaire de Rutherford, puis aux couches électroniques de Bohr.
Remets dans le bon ordre
1Dalton : atome indivisible
2Thomson : électrons dans une sphère positive
3Rutherford : noyau central et électrons autour
4Bohr : électrons répartis sur des couches
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Protons, neutrons, électrons
Composition du noyau et notation symbolique
Le noyau atomique est constitué de protons (charge +e) et de neutrons (neutres), appelés nucléons. Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons et définit l'élément chimique. Le nombre de masse A est la somme des protons et des neutrons : A = Z + N. Les électrons, de charge -e, se trouvent autour du noyau et leur nombre est égal à Z dans un atome neutre. La notation symbolique d'un atome est ^A_ZX, par exemple ^23_11Na pour le sodium.
💡 À retenir : Le numéro atomique Z détermine l'identité de l'élément chimique.
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Organisation des électrons
Configuration électronique et tableau périodique
Les électrons se répartissent en couches (K, L, M, …) autour du noyau, chaque couche pouvant contenir un nombre limité d'électrons donné par la règle 2n². La couche externe, ou couche de valence, détermine les propriétés chimiques de l'élément. Les éléments ayant le même nombre d'électrons de valence sont regroupés dans une même colonne du tableau périodique, formant une famille chimique. Par exemple, le lithium (Z=3) a pour configuration (K)²(L)¹ et appartient à la famille des alcalins.
💡 À retenir : La couche de valence et son nombre d'électrons déterminent la réactivité chimique et la place dans le tableau périodique.
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Des atomes aux molécules
Liaisons chimiques et règle de l'octet
Les atomes se lient entre eux pour acquérir une configuration électronique stable, souvent celle du gaz noble le plus proche avec 8 électrons de valence (règle de l'octet). Une liaison covalente se forme par mise en commun d'un ou plusieurs doublets d'électrons entre deux atomes, comme dans la molécule d'eau H₂O. Une liaison ionique résulte du transfert d'électrons d'un atome à un autre, créant des ions de charges opposées qui s'attirent, comme dans le chlorure de sodium NaCl. La représentation de Lewis permet de visualiser les doublets liants et non liants autour de chaque atome.
💡 À retenir : La règle de l'octet guide la formation des liaisons chimiques pour atteindre la stabilité électronique.