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De latome aux galaxies, cohésion de la matière Structure de latome Atome Nuage électronique Noyau neutrons protons électrons Proton Neutron D noyau = 10.

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Présentation au sujet: "De latome aux galaxies, cohésion de la matière Structure de latome Atome Nuage électronique Noyau neutrons protons électrons Proton Neutron D noyau = 10."— Transcription de la présentation:

1 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Structure de latome Atome Nuage électronique Noyau neutrons protons électrons Proton Neutron D noyau = m = 1 fm D nuage = m = 0,1 nm Comme une tête dépingle (d ~ 1 mm) placée au centre dun terrain de football (~ mm soit 100 m) nucléons Comparons la taille de latome à celle du noyau:

2 Les particules élémentaires De latome aux galaxies, cohésion de la matière Charge électriqueMasse Protonq p = + e = 1,6 × C1,673 × kg Neutronq n = 01,675 × kg Électronq e = - e = -1,6 × C9,1 × kg Protons et neutrons sont des nucléons. Protons et électrons ont des charges opposées Dans le nuage électronique, les électrons se répartissent dans des couches ou niveaux dénergie de nombre quantique n appelées couches K, L, M…, une couche de nombre quantique n peut accueillir au maximum 2n 2 électrons (saturée). Comparons la masse dun électron à celle dun nucléon: Proton et neutron ont pratiquement la même masse. Lélectron est environ1800 moins massif quun nucléon. Toute la masse de latome est dans le noyau, extrêmement dense. Une cuillerée à café de noyaux pèserait comme pétroliers… Cest le cas dans les étoiles à neutrons où les noyaux se touchent.

3 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Représentation dun atome Le nombre de protons du noyau est appelé numéro atomique, symbole Z. Le nombre total de nucléons du noyau (protons + neutrons) est appelé nombre de masse, symbole A. Le nombre de neutrons n du noyau sobtient par différence : n = A – Z. Un atome est électriquement neutre et possède le même nombre délectrons que de protons (Z). Symbole dun atome: Atome protons neutrons électrons Exemples: A est aussi la masse molaire de latome exprimée en g.mol -1.

4 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Isotopes Des atomes sont dits isotopes sils ont le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons. On peut parler aussi de noyaux isotopes. Des atomes isotopes ont donc: - le même nombre délectrons, - la même formule électronique, - les mêmes propriétés chimiques, - ils sont dans la même case de la classification périodique des éléments (même Z, même symbole), - ils ne sont différents que pour certaines propriétés physiques qui dépendent de la masse. - ils nont pas le même nombre de neutrons, - ils nont pas la même masse (A différents),

5 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Exemples disotopes dun même élément chimique: Certains atomes ou noyaux sont instables. Ils ont trop (ou pas assez) de neutrons par rapport aux protons. Ils se désintègrent spontanément mais progressivement. On dit quils sont radioactifs. Cest le cas du carbone 14 ou de luranium 235.

6 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Interactions fondamentales Noyau m Atome m Molécule m Cellule m © Inserm Un humain 10 0 m Lune 10 6 m Système solaire m © NASA Galaxie m Interaction gravitationnelle Interaction électromagnétique Interaction forte et faible

7 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Loi de la Gravitation Soit 2 corps de masses m A et m B distants de d. Ils exercent lun sur lautre une force attractive, proportionnelle à chacune des 2 masses m A et m B, et inversement proportionnelle au carré de la distance d entre leurs centres: m A et m B en (kg) d en (m) G est la constante universelle de Gravitation G = 6,67 × N.m 2.kg -2

8 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Loi de la Gravitation Exercice Montrer que le poids (P = m x g), nest autre que la force de gravitation exercée par la Terre sur un objet de masse m: Objet: Masse m = 60 kg Terre: Masse: M T = 5,98 x kg Rayon: R T = 6,378 x10 3 km G = 6,67 x N.m 2.kg -2 Faire un dessin et comparer les 2 forces.

9 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Interactions électrostatiques Soit 2 charges électriques q et q. Si elles ont le même signe, + et + ou - et - alors le produit q x q > 0 Si elles sont de signes contraires ou opposés + et - ou - et + alors le produit q x q < 0 Enoncé de la loi de Coulomb Soit 2 charges q et q distantes de d, elles exercent lune sur lautre une force attractive ou répulsive: Attractive si les charge sont de signes opposés, répulsive si les charges sont de même signe. k est une constante qui vaut: k = 9 x 10 9 N.m 2.C -2

10 De latome aux galaxies, cohésion de la matière Exercice Comparer le force électrostatique et la force gravitationnelle entre le proton et lélectron dans latome dhydrogène:


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