Par Natasha Gilani – Mise à jour le 24 mars 2022
La matière physique est constituée d'atomes et de molécules. Un atome est la plus petite unité d'un élément, tandis qu'une molécule est un ensemble d'atomes liés par des liaisons chimiques :ioniques, covalentes ou métalliques.
Les atomes peuvent être neutres, avoir un nombre égal de protons et d’électrons, ou chargés sous forme d’ions. Un ion positif possède plus de protons que d’électrons; un ion négatif a plus d'électrons. Le nombre de protons définit le numéro atomique (Z), les neutrons donnent le nombre de neutrons (N) et le nombre de masse (A) est égal à Z + N. Les molécules, globalement neutres, peuvent exister sous des formes stables ou instables, et leur masse est dérivée de la somme de leurs atomes constitutifs.
Un atome est constitué d'un noyau contenant des protons (charge positive) et des neutrons (neutre) et d'un nuage d'électrons. Des électrons, d'une masse d'environ 0,0005 proton, gravitent autour du noyau. Le noyau représente environ 99,9 % de la masse d’un atome. Une molécule est composée de deux atomes ou plus liés ensemble par une forte liaison chimique.
Les atomes mesurent environ 0,2 nanomètre (2 × 10⁻¹⁰ m) de diamètre. La plus petite molécule naturelle, l'hydrogène diatomique (H₂), mesure 0,74Å (7,4×10⁻¹¹m).
Les atomes n'ont pas de forme fixe et apparaissent sous forme de sphères, de lobes ou d'anneaux. La géométrie d’une molécule dépend de la façon dont ses atomes sont disposés. Les formes courantes incluent linéaire, plan trigonal, tétraédrique, pyramidal trigonal, bipyramidal trigonal et octaédrique. Par exemple, une molécule diatomique est linéaire, tandis que BF₃ adopte une forme planaire trigonale avec des angles F–B–F de 120 degrés.
Les atomes varient selon leur taille, leur masse et leur identité :hydrogène, soufre, oxygène, azote, etc. Les molécules sont classées comme diatomiques (deux atomes), homoatomiques (deux atomes ou plus du même élément) ou hétéroatomiques (atomes de différents éléments). Les molécules simples contiennent un seul atome ; les molécules complexes sont constituées de plusieurs atomes.
