2.24. Structure atomique : loi de conservation de la charge

La structure atomique est le pilier fondamental de la chimie et l'un des sujets les plus importants à aborder dans un cours complet pour le test Enem. Comprendre cette structure est crucial pour comprendre la loi de conservation de la charge, qui nous permet de comprendre comment les atomes interagissent pour former des molécules et comment les réactions chimiques se produisent.

Pour commencer, un atome est la plus petite unité d'un élément qui conserve les propriétés de cet élément. Chaque atome est composé d'un noyau central, qui contient des protons et des neutrons, et d'un nuage d'électrons qui orbite autour du noyau. Les protons ont une charge positive, les neutrons n'ont aucune charge et les électrons ont une charge négative.

La loi de conservation de la charge, également connue sous le nom de première loi de Faraday sur l'électrolyse, stipule que la quantité d'électricité qui traverse une substance est proportionnelle à la quantité de matière qui est décomposée. En d'autres termes, la charge électrique totale d'un système isolé reste constante quels que soient les changements qui se produisent au sein du système.

En termes pratiques, cela signifie que dans toutes les réactions chimiques, la charge totale des réactifs (les substances qui réagissent) doit être égale à la charge totale des produits (les substances formées). Si un atome perd un électron (une particule chargée négativement), il devient un ion ou un cation positif. Si un atome gagne un électron, il devient un ion ou un anion négatif. Cependant, la charge totale avant et après la réaction doit rester la même.

Par exemple, considérons la réaction entre le sodium (Na) et le chlore (Cl) pour former du chlorure de sodium (NaCl). L'atome de sodium perd un électron pour devenir un cation Na+, tandis que l'atome de chlore gagne cet électron pour devenir un Clanion. La charge totale avant la réaction est 0 (Na est neutre et Cl est neutre), et la charge totale après la réaction est également 0 (Na+ a une charge +1 et Cl- a une charge -1, donc +1 -1 = 0) .

La loi de conservation de la charge est un outil puissant pour prédire le résultat des réactions chimiques et pour comprendre la structure des composés chimiques. Par exemple, nous savons que l’eau (H2O) doit avoir une charge totale de 0 car c’est une molécule neutre. Nous savons donc que les deux atomes d'hydrogène (H) doivent compenser la charge de l'atome d'oxygène (O).

En résumé, la structure atomique et la loi de conservation de la charge sont des concepts fondamentaux en chimie qui aident à expliquer comment les atomes forment des molécules et comment les réactions chimiques se produisent. Comprendre ces concepts est essentiel pour réussir le test de chimie ENEM et avoir une compréhension plus profonde du monde qui nous entoure.

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