Structure de latome

Latome et le rayonnement électromagnétique

Particules subatomiques fondamentales

Le nombre de protons, les neutrons et les électrons dans un atome peuvent être déterminés à partir dun ensemble de règles simples.

• Le nombre de protons dans le noyau de latome est égal au numéro atomique (Z).
• Le nombre délectrons dans un atome neutre est égal au nombre de protons.
• Le nombre de masse de latome (M) est égal à la somme du nombre de protons et de neutrons dans le noyau.
• Le nombre de neutrons est égal à la différence entre le nombre de masse de latome (M) et le numéro atomique (Z).

Exemples: Soit « s déterminer le nombre de protons, neutrons et électrons dans les isotopes suivants.

Les différents isotopes dun élément sont identifié en écrivant le numéro de masse de latome dans le coin supérieur gauche du symbole de lélément. 12C, 13C et 14Care les isotopes du carbone (Z = 6) et contiennent donc six protons. Si les atomes sont neutres, ils doivent également contenir six électrons. La seule différence entre ces isotopes est le nombre de neutrons dans le noyau.

12C: 6 électrons, 6 protons et 6neutrons

13C: 6 électrons, 6 protons et 7neutrons

14C: 6 électrons, 6 protons et 8 neut rons

Rayonnement électromagnétique

Une grande partie de ce que lon sait sur la structure des électrons dans un atome a été obtenue en étudiant linteraction entre la matière et différentes formes de rayonnement électromagnétique. possède certaines des propriétés à la fois dun appartement et dune vague.

Les particules ont une masse définie et elles occupent de lespace. Les vagues nont pas de masse et pourtant elles transportent de lénergie lorsquelles traversent lespace. En plus de leur capacité à transporter de lénergie, les ondes ont quatre autres propriétés caractéristiques: la vitesse, la fréquence, la longueur donde et lamplitude. La fréquence (v) est le nombre dondes (ou de cycles) par unité de temps. La fréquence de londe est indiquée en unités de cycles par seconde (s-1) ou hertz (Hz).

Le dessin idéalisé dune onde dans la figure ci-dessous illustre les définitions de lamplitude et de la longueur donde. La longueur donde (l) est la plus petite distance entre les points répétés sur londe. Lamplitude de londe est la distance entre le point le plus haut (ou le plus bas) de londe et le centre de gravité de londe.

Si lon mesure la fréquence (v) dune onde en cycles perseconde et la longueur donde (l) en mètres, le le produit de ces deux nombres a les unités de mètres par seconde. Le produit de la fréquence (v) par la longueur donde (l) de londe est donc la (les) vitesse (s) à laquelle londe parcourt lespace.

vl = s

Lumière et autres formes de rayonnement électromagnétique

La lumière est une onde à la fois électrique et composants magnétiques. Il sagit donc dune forme de rayonnement électromagnétique.

La lumière visible contient la bande étroite de fréquences et de longueurs donde dans la partie du spectre électromagnétique que nos yeux peuvent détecter. Il comprend un rayonnement dont les longueurs donde sont comprises entre environ 400 nm (violet) et 700 nm (rouge). Parce quelle est ondulée, la lumière se plie lorsquelle pénètre dans un prisme en verre. Lorsque la lumière blanche est focalisée sur un prisme, les rayons lumineux de différentes longueurs donde sont courbés par des quantités différentes et la lumière est transformée en un spectre de couleurs. En partant du côté du spectre où la lumière est courbée par le plus petit angle, les couleurs sont rouge, orange, jaune, vert, bleu et violet.

Comme nous pouvons le voir sur le diagramme suivant, lénergie véhiculée par la lumière augmente au fur et à mesure que lon passe du rouge au bleu à travers le spectre visible.

Parce que la longueur donde du rayonnement électromagnétique peut être aussi longue que 40 m ou aussi courte que 10-5 nm, le spectre visible est seulement une petite partie de la gamme totale de rayonnement électromagnétique.

Le spectre électromagnétique comprend les ondes radio et TV, les micro-ondes, les infrarouges, la lumière visible, les ultraviolets, les rayons X, g- rayons et rayons cosmiques, comme le montre la figure ci-dessus. Ces différentes formes de rayonnement voyagent toutes à la vitesse de la lumière (c), mais elles diffèrent par leurs fréquences et leurs longueurs donde. Le produit de la fréquence multiplié par la longueur donde du rayonnement électromagnétique est toujours égal à la vitesse de la lumière.

vl = c

En conséquence, le rayonnement électromagnétique qui a une longue longueur donde a une basse fréquence, et un rayonnement à haute fréquence a une courte longueur donde.