L'atome, dérivé d'un mot grec qui se traduit vaguement par «ce qui ne peut être divisé», est largement considéré comme l'unité fondamentale de toute matière. Les atomes sont constitués de particules subatomiques appelées protons, neutrons et électrons, les deux premiers résidant dans le noyau de l'atome et représentant presque toute sa masse, et les électrons confinés aux orbitales sur le bord de l'atome. Le nombre de protons dans les atomes naturels varie de 1 à 92; ces atomes différents correspondent à des éléments qui ont des propriétés électrochimiques différentes en raison de leurs masses variables et de l'arrangement unique de leurs minuscules particules constitutives dans l'espace. Les atomes sont des particules extrêmement petites et ne peuvent pas être divisé davantage, sauf par des moyens extraordinaires. Pensez aux pièces qui composent un puzzle. Ceux-ci peuvent techniquement être séparés en petits morceaux de carton et de papier en les détruisant, mais pour des raisons pratiques, ces éléments sont les éléments fondamentaux et indivisibles des casse-têtes. Les atomes sont constitués de protons qui portent une charge électrique positive ; les électrons, qui portent une charge négative; et les neutrons, qui ne portent pas de charge. Ainsi, dans un atome ordinaire, électriquement neutre, le nombre de protons et le nombre d'électrons sont égaux.
La masse atomique d'un atome est approximativement égale au nombre de protons plus le nombre d'électrons, puisque la masse Le proton est en fait la particule d'indice de n'importe quel atome. C'est le nombre de protons dans un atome qui détermine l'identité de l'élément auquel un atome appartient; en d'autres termes, si deux atomes ont un nombre différent de protons, ils ne sont pas le même élément.
Le nombre de protons dans un élément détermine son numéro atomique, Z. L'hydrogène est l'élément le plus léger et a un proton. (Z = 1); L'uranium est l'élément naturel le plus lourd et compte 92 protons (Z = 92). Chaque proton, auquel est assignée une masse de 1,00728 unités de masse atomique (amu), a une charge désignée comme +1.
Les atomes peuvent exister avec seulement un proton dans leur noyau, comme c'est le cas avec les atomes d'hydrogène. Un noyau sans au moins un proton qui l'accompagne n'est cependant pas un atome.
Le neutron
Les neutrons ont une taille similaire à celle des protons, avec un amu de 1.00867, et ils habitent aussi le noyau de atomes. Le nombre de neutrons dans un atome dans la configuration la plus stable d'un élément est généralement supérieur au nombre de protons, cette disparité devenant plus grande à mesure que le nombre atomique augmente. Un atome d'hydrogène, par exemple, a un proton mais pas de neutrons, tandis qu'un atome d'hélium en a deux de chaque. L'étain, quant à lui, possède 50 protons et 69 neutrons, alors que l'uranium en possède 92 et 146 respectivement.
Le nombre de protons plus neutrons dans un atome est son nombre de masse, M. Ainsi le nombre de neutrons dans un atome est son numéro de masse atomique moins son numéro atomique, ou M - Z.
Si un atome gagne ou perd des neutrons, il reste le même élément mais devient un isotope de cet élément. Différents isotopes sont identifiés en ajoutant M dans le coin supérieur gauche de l'abréviation de cet élément. Par exemple, 14C est un isotope du carbone (Z = 6) qui a huit neutrons plutôt que les six habituels. Les électrons Les électrons sont minuscules (0,000549 amu), négativement Les particules chargées sont décrites comme étant en orbite autour des protons et des neutrons qui composent le noyau d'un atome, à la manière des planètes en orbite autour du soleil. Toutefois, au mieux, il s'agit d'une description approximative, car les progrès de la physique quantique ont conduit au concept d'orbitales discrètes autour du noyau entre lesquelles les électrons peuvent «sauter». Ces orbitales correspondent à différents niveaux d'énergie électromagnétique et portent des noms tels que s, p, d et f. Le mouvement des électrons découle du fait qu'ils ont une charge de -1 et qu'ils sont attirés par le noyau chargé positivement. Normalement, le nombre d'électrons dans un atome est égal à Z, rendant ces atomes neutres en charge globale. Certains atomes ont des nombres différents de protons et d'électrons, ce qui entraîne une charge nette positive ou négative. Ces atomes sont appelés des ions.
