La masse d'un atome ou d'une molécule est tellement petite, que pour en avoir une représentation réaliste, il a fallut trouver une échelle de grandeur. C'est ainsi que le chimiste italien Avogadro a calculé une unité quantitative de matière. Cette unité de quantité de matière est une mole et est constitué de 6.02 x 1023 entités élémentaires.
Exemple: une mole d'hydrogène pèse 1g. Ceci veut dire que pour obtenir 1 gramme d'hydrogène, il faut 6.02 x 1023 atomes d'hydrogène (soit environ six cent mille milliards de milliards d'atomes d'hydrogène).
L'atome d'oxygène est plus lourd que l'hydrogène. Une mole d'oxygène pèse 16 grammes. Ceci veut dire que 6.02x 1023 atomes d'oxygène pèsent 16 grammes.
La masse molaire d'une molécule correspond à la somme des masses molaires des atomes qui la constituent.
Exemple de l'eau: une molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. La masse molaire de l'hydrogène est 1 gramme, celle de l'oxygène est de 16 grammes.
masse molaire de 2 atomes d'hydrogène (2 x 1g) + masse molaire d'un atome d'oxygène (1 x 16 g) = 2 + 16 = 18 grammes.
La masse molaire de l'eau est donc de 18 grammes. Ceci veut dire que 6.02 x 1023 molécules d'eau pèsent 18 grammes.
Classification des éléments / Le tableau de Mendeleïev
Le tableau de Mendeleïev est un classement des différents éléments. Ce tableau est constitué de cases dont chacune correspond à un élément. Les lignes horizontales du tableau correspondent au nombre de couches d'électron de l'atome, alors que les colonnes verticales nous renseignent sur le nombre d'électrons situés sur la couche externe de l'atome.
Exemple: la case du Chlore (Cl) est située sur la 3ème ligne et la 7ème colonne. Ceci signifie que l'atome de Chlore est constitué de 3 couches d'électrons (couche K , L et M) et possède 7 électrons sur sa couche externe.
Dans le tableau de Mendeleïev, les éléments sont classés par ordre croissant. Ainsi chaque élément possède son numéro de classement: son numéro atomique (représenté par la lettre Z). Ce numéro correspond au nombre de protons que possède l'élément. Ainsi l'oxygène a le numéro atomique 8: son noyau comporte donc 8 protons. Le nombre d'électrons d'un atome étant égal au nombre de protons, le numéro atomique détermine donc également le nombre d'électrons. En plus du numéro atomique de chaque atome, le tableau indique aussi la masse atomique (représenté par la lettre A) de chaque élément. Ce chiffre indique également le nombre de nucléons de l'atome : Par conséquent, pour connaître le nombre de neutrons contenus dans le noyau d'un atome, il suffit de soustraire son numéro atomique à sa masse atomique.
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Rappel: X est le symbole de l'élément A = la masse atomique ainsi que le nombre de nucléons (protons + neutrons) Z = le numéro atomique, le nombre de protons ainsi que le nombre d'électrons A - Z = nombre de neutrons |
Exemple: Prenons la case de l'oxygène (
2ème ligne, 6ème colonne du tableau de Mendeleïev)
Interprétation de la case de l'oxygène: L'élément oxygène est situé dans la 2ème ligne et la 6ème colonne du tableau de Mendeleïev. L'oxygène est donc constitué de 2 couches d'électrons (K et L) et possède 6 électrons sur sa dernière couche (L). Le numéro atomique de l'oxygène est 8 : il possède donc 8 protons, mais aussi 8 électrons (2 sur la couche K, 6 sur la couche L). Son numéro atomique est 16: donc 6.02 x 1023 atomes d'oxygène pèsent 16 grammes. On sait que l'atome d'oxygène contient 16 nucléons (A) et 8 protons (Z), il contient donc 16 - 8 = 8 neutrons.
Il est essentiel de connaître le nombre d'électrons situés sur la dernière couche d'un atome, car c'est essentiellement de celui-ci que va dépendre les possibilités de réactions chimiques avec d'autres éléments.
