Caractéristiques des éléments chimiques

Composition

Le noyau est composé de nucléons. Il existe deux sortes de nucléons : les protons et les neutrons.

Les protons sont des particules chargées positivement, de charge électrique élémentaire $+e=1,6\times {10}^{-19}C$. Ils ont une masse de $1,67\times {10}^{-27}kg$.

Les neutrons sont des particules neutres. Ils ont également une masse de $1,67\times {10}^{-27}kg$.

Le nuage électronique est composé d’électrons. Ce sont des particules chargées négativement, de charge électrique élémentaire $-e=-1,6\times {10}^{-19}C$. Ils ont une masse de $9,11\times {10}^{-31}kg$.

Charge électrique

La charge électrique d’un élément chimique est la somme des charges du noyau et du nuage électronique.

Important

Lorsqu’il y a autant de protons que d’électrons, cette charge est donc nulle et l’élément chimique est alors appelé atome. L’atome est électriquement neutre.

Lorsque cette charge est positive (plus de protons que d’électrons), alors on parle de cation. Lorsque cette charge est négative (plus d’électrons que de protons), alors on parle d’anion.

Dimensions

Le rayon d’un élément chimique est de l’ordre de ${10}^{-10}m$ (1 Ångström) alors que celui du noyau est de l’ordre de ${10}^{-14}m$ (10 fm). On remarque donc que le rayon de élément chimique est $\frac{{10}^{-10}m}{{10}^{-14}m}={10}^4=10000$ fois plus grand que la taille de son noyau ! Les électrons évoluent donc autour du noyau, dans un espace vide, très grand par rapport à leur taille et au noyau.

Un élément chimique est principallement constitué de vide. Il a une structure dîte "lacunaire".

Remarque

Si vous voulez explorer davantage les dimensions de l’infiniment petit mais également de l’infiniment grand, vous pouvez consulter le site Scale of the Universe.

Masse

La masse d’un électrons est de l’ordre de ${10}^{-30}kg$ alors que celle d’un nucléon est de l’ordre de ${10}^{-27}kg$. On remarque donc que la masse d’un nucléon est $\frac{{10}^{-27}kg}{{10}^{-30}kg}={10}^3=1000$ fois plus grande que celle d’un électron ! On considère alors que la masse d’un électron est négligeable par rapport à celle d’un nucléon.

La masse d’un élément chimique est donc principalement constituée de la masse du noyau.