Le
noyau atomique ne change jamais
En chimie, le noyau atomique constitue une unité de base inaltérable,
quelles que soit les transformations chimiques qui se produisent elles
n'affectent jamais les noyau mais seulement les électrons de la couche
externe.
Il peut y avoir perte ou gain d'électrons, modification des liaisons
covalentes mais le noyau reste quant à lui inchangé:
Il garde toujours le même nombre de protons et de neutrons, il reste
caractérisé par le même numéro atomique Z et le même nombre de nucléons
A.
Le noyau atomique n'est jamais modifié
par une transformation chimique
Remarque
Le noyau atomique peut être modifié lors de différents types de
phénomènes physiques:
- la radioactivité (désintégration d'un noyau en un noyau
plus léger)
- la fission nucléaire (un noyaux lourd se scinde pour former
deux noyaux plus légers)
- la fusion nucléaire ( deux noyaux légers s's'associent
Définition
Les propriétés chimiques d'un atome (formation d'ions, établissement de
liaisons covalentes, réactivité) dépendent de sa structure électronique
qui elle même ne dépend que du nombre d'électrons possédés. Ce dernier
correspond au nombre de protons dans le noyau (donné par le
numéro atomique) en raison de la neutralité électrique de l'atome.
Par conséquent toutes les particules (atomes, ions isolés ou non) qui
partagent un noyau avec le même nombre de protons et ont le même numéro
atomique, possèdent des propriétés chimiques communes qui ont amené les
chimistes à définir la notion d'élément:
Un
élément chimique donné désigne l'ensemble des particules monoatomiques
(composées d'un seul noyau atomique) isolées (atome ou ion) ou liées
(molécule, métal..) qui possèdent le même nombre de protons dans leur
noyau et donc le même numéro atomique Z
Conservation
des éléments chimiques
La
notion de conservation de la matière (vu au collège) qui implique la
conservation des atomes lors d'une transformation chimique peut être
étendue à la notion d'élément, en particulier lorsque des ions
interviennent:
Lors
de toutes transformations chimiques les éléments se conservent: chaque
sorte d'élément est présent en même quantité dans les réactifs et les
produits.
Exemple
La réaction entre les ions hydrogène H+ et le fer métallique Fe peut
être décrite par l'équation de réaction suivante: 2 H
+
+ Fe → H
2 + Fe
2+
On peut vérifier qu'il y a conservation de l'élément hydrogène (
présent sous forme de 2 ions H
+ parmi
les réactifs et sous forme de deux atomes dans la molécule de
dihydrogène figurant parmi les produits)
On
peut auss vérifier qu'il y a conservation de l'élément Fer (présent
sous forme d'un atome de fer Fe dans les réactifs et sous forme d'un
ion Fe
2+ parmi les produits)
Exemple:
l'élément hydrogène
Le
terme d'élement hydrogène désigne l'ensemble des particules de numéro
atomique Z=1 qui possèdent un seul proton dant leur noyau, il peut
s'agir:
- D'un atome d'hydrogène isolé avec un seul proton et aucun
neutron
dans son noyau
- D'un atome d'hydrogène isolé avec un proton et un neutron
dans son
noyau (isotope de l'hydrogène appelé deutérium)
- D'un cation hydrogène H+
- D'un anion hydrogène H-
- D'un atome d'hydrogène au sein d'une molécule de
dihydrogène H2
- d'un atome d'hydrogène dans une molécule de méthane CH4
Etc...
