La structure atomique est l'un des principaux fondements de la chimie et constitue donc un sujet crucial pour tout étudiant se préparant au test ENEM. Comprendre la structure atomique est essentiel pour comprendre comment les éléments interagissent les uns avec les autres pour former des composés et comment ces composés réagissent les uns avec les autres.
L'atome est la plus petite unité d'un élément qui conserve les propriétés de cet élément. Les atomes sont constitués de trois particules subatomiques principales : les protons, les neutrons et les électrons.
Protons
Les protons sont des particules subatomiques dotées d'une charge positive situées dans le noyau d'un atome. Le nombre de protons dans un atome détermine le numéro atomique de l'élément et donc son identité. Par exemple, un atome avec un seul proton est un atome d'hydrogène, tandis qu'un atome avec deux protons est un atome d'hélium.
Neutrons
Les neutrons sont des particules subatomiques non chargées situées dans le noyau d'un atome. Le nombre de neutrons dans un atome n’affecte pas l’identité de l’élément, mais il affecte la masse de l’atome et donc l’isotope de l’élément. Par exemple, l'hydrogène-1 (protium) n'a aucun neutron, tandis que l'hydrogène-2 (deutérium) n'a qu'un neutron.
Electrons
Les électrons sont des particules subatomiques chargées négativement qui gravitent autour du noyau de l'atome dans des régions appelées orbitales. La répartition des électrons autour du noyau de l'atome détermine la réactivité de l'élément et sa capacité à former des liaisons chimiques avec d'autres éléments.
Modèles atomiques
Tout au long de l'histoire, divers modèles atomiques ont été proposés pour expliquer la structure de l'atome. Le modèle de Dalton, proposé en 1803, fut le premier à suggérer que les atomes sont des particules indivisibles. Cependant, des expériences ultérieures ont révélé que les atomes sont composés de particules subatomiques.
Le modèle de Thomson, proposé en 1897, suggérait que les atomes sont une « soupe » de charge positive contenant des électrons. Ce modèle a ensuite été réfuté par l'expérience de Rutherford, qui a montré que la majeure partie de la masse de l'atome et toute sa charge positive sont concentrées dans le noyau de l'atome.
Le modèle de Bohr, proposé en 1913, décrivait l'atome comme un noyau avec des électrons en orbite dans des couches ou niveaux d'énergie spécifiques. Bien que ce modèle ait été utile pour expliquer de nombreux aspects de la chimie, il n'a pas réussi à expliquer le comportement des électrons dans les atomes comportant plus d'un électron.
Le modèle quantique de l'atome, qui est le modèle actuellement accepté, décrit les électrons comme existant dans un nuage de probabilité entourant le noyau. Ce modèle est basé sur la mécanique quantique et fournit une description précise du comportement des électrons dans les atomes de toutes tailles.
Comprendre la structure atomique est crucial pour comprendre la chimie. Chaque élément du tableau périodique possède un nombre unique de protons, de neutrons et d'électrons, et c'est la configuration de ces particules subatomiques qui détermine les propriétés de l'élément. Comprendre comment ces particules interagissent entre elles et avec les particules d'autres atomes est la clé pour comprendre la chimie.
