Numéro atomique et masse atomique : ce que disent les nombres
Le numéro atomique est le nombre de protons d’un atome, et il vous indique de quel élément il s’agit. Le nombre de masse est le nombre de protons plus de neutrons. Avec ces deux nombres, vous pouvez compter toutes les particules : les protons et les électrons sont tous deux égaux au numéro atomique, et les neutrons sont égaux au nombre de masse moins le numéro atomique.
Numéro atomique : la carte d’identité d’un élément
Chaque élément a son propre numéro atomique, souvent noté par la lettre Z. C’est le nombre de protons dans le noyau de chacun de ses atomes. L’hydrogène a le numéro 1, le carbone 6, le fer 26 et l’or 79.
Le numéro atomique fonctionne comme un numéro d’identité. Tout atome de 26 protons est du fer, et tout atome de 27 protons est du cobalt. Changez le nombre de protons, et vous obtenez un autre élément.
Dans le tableau périodique, le numéro atomique est le nombre entier de chaque case, généralement en haut. Les éléments y sont classés dans l’ordre de ce numéro, de 1 à 118.
Nombre de masse : protons plus neutrons
Le nombre de masse, noté A, est le nombre total de protons et de neutrons dans le noyau d’un atome. Les électrons sont si légers qu’on ne les compte pas.
Comme il compte des particules, le nombre de masse est toujours un nombre entier. Il apparaît souvent dans le nom d’un atome. Un atome de fer à 26 protons et 30 neutrons s’appelle le fer 56.
Masse atomique : le nombre décimal dans la case
Le nombre décimal de chaque case est la masse atomique, aussi appelée poids atomique. Pour le fer, c’est 55,845. C’est la masse moyenne des atomes de l’élément, mesurée en unités de masse atomique (u).
C’est une moyenne parce que la plupart des éléments sont un mélange d’atomes ayant des nombres de neutrons différents, appelés isotopes. C’est pourquoi la masse atomique n’est généralement pas un nombre entier. La leçon suivante explique plus en détail les isotopes.
Pour les éléments dont tous les atomes sont radioactifs, comme le technétium, le tableau affiche généralement un nombre entier, comme 98. C’est le nombre de masse de l’un des isotopes les plus durables de l’élément.
Comment trouver les protons, les neutrons et les électrons
Pour un atome neutre, trois règles simples vous donnent toutes les particules.
Protons = numéro atomique. Électrons = numéro atomique, car un atome neutre a autant d’électrons que de protons. Neutrons = nombre de masse − numéro atomique.
Si le nombre de masse ne vous est pas donné, arrondissez la masse atomique du tableau à l’entier le plus proche et utilisez-le. La réponse est une bonne estimation pour un atome typique, mais pas toujours exacte, car la masse atomique est une moyenne.
Exemples résolus : le sodium et le fer
Le sodium a pour numéro atomique 11 et pour masse atomique 22,99, soit 23 arrondi. Un atome de sodium a donc 11 protons, 11 électrons et 23 − 11 = 12 neutrons.
Le fer a pour numéro atomique 26 et pour masse atomique 55,845, soit 56 arrondi. La plupart des atomes de fer ont donc 26 protons, 26 électrons et 56 − 26 = 30 neutrons.
Et les ions ?
Un ion est un atome qui a gagné ou perdu des électrons. Ses protons ne changent jamais, donc son numéro atomique reste le même, mais son nombre d’électrons ne correspond plus.
Un ion positif a perdu des électrons et un ion négatif en a gagné. Na⁺ a perdu un électron, il a donc 11 − 1 = 10 électrons. Le numéro atomique du chlore est 17 ; Cl⁻, qui a gagné un électron, a donc 17 + 1 = 18 électrons.
Points clés
- Le numéro atomique est le nombre de protons, et il détermine de quel élément il s’agit.
- Le nombre de masse est le nombre de protons plus de neutrons, et c’est toujours un nombre entier.
- La masse atomique de chaque case est une moyenne des isotopes de l’élément ; c’est donc généralement un nombre décimal.
- Dans un atome neutre, le nombre de protons et le nombre d’électrons sont tous deux égaux au numéro atomique.
- Neutrons = nombre de masse − numéro atomique ; si aucun nombre de masse n’est donné, arrondissez la masse atomique pour obtenir une estimation.
Testez-vous
Trois questions rapides sur cette leçon.
1. Le chlore a pour numéro atomique 17. Combien de protons possède chaque atome de chlore ?
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17 — Le numéro atomique est le nombre de protons : chaque atome de chlore en a donc 17.2. Un atome de sodium 23 a pour numéro atomique 11. Combien de neutrons possède-t-il ?
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12 — Les neutrons sont égaux au nombre de masse moins le numéro atomique : 23 − 11 = 12.3. Combien d’électrons possède un ion chlorure, Cl⁻ ?