Quiz : l’atome et le tableau périodique (Seconde)
Ce quiz couvre la constitution de l’atome, l’écriture du noyau, la configuration électronique et l’organisation du tableau périodique, au niveau Seconde. Relis d’abord l’essentiel à retenir, réponds aux 10 questions puis vérifie chaque explication pour repérer tes erreurs.
Le quiz : 10 questions corrigées
Réponds sans regarder ton cours : l’explication s’affiche après chaque réponse.
Question 1 sur 10
Que représente le numéro atomique Z d’un élément ?
Réponse : Le nombre de protons du noyau. Z est le nombre de protons, qui caractérise l’élément chimique. Le nombre de nucléons (protons + neutrons) est le nombre de masse A.Question 2 sur 10
Combien de neutrons contient le noyau ²³₁₁Na ?
Réponse : 12. N = A − Z = 23 − 11 = 12 neutrons. 11 est le nombre de protons, 23 le nombre total de nucléons.Question 3 sur 10
Combien d’électrons possède l’ion chlorure Cl⁻ (Z = 17) ?
Réponse : 18. L’atome de chlore a 17 électrons ; l’ion Cl⁻ porte une charge négative car il a gagné un électron : 17 + 1 = 18 électrons.Question 4 sur 10
Quelle est la configuration électronique de l’atome d’oxygène (Z = 8) ?
Réponse : 1s² 2s² 2p⁴. On remplit 1s (2 électrons), 2s (2 électrons), puis 2p avec les 4 restants : 1s² 2s² 2p⁴. Une sous-couche s ne peut pas contenir 4 électrons, et 1s² 2s² 2p⁶ correspond au néon (10 électrons).Question 5 sur 10
Deux isotopes d’un même élément ont :
Réponse : le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons. Des isotopes appartiennent au même élément, donc ont le même Z (protons), mais diffèrent par leur nombre de neutrons, donc par leur nombre de masse A.Question 6 sur 10
Les éléments d’une même colonne du tableau périodique ont en commun :
Réponse : le même nombre d’électrons de valence. Une colonne (famille) réunit des éléments ayant le même nombre d’électrons de valence, d’où des propriétés chimiques voisines. Le même nombre de couches occupées caractérise une ligne (période).Question 7 sur 10
Quel ion stable forme le magnésium (Z = 12) ?
Réponse : Mg²⁺. Mg : 1s² 2s² 2p⁶ 3s². En perdant ses 2 électrons de valence, il acquiert la configuration du néon et devient l’ion Mg²⁺.Question 8 sur 10
Lequel de ces éléments n’est PAS un gaz noble ?
Réponse : L’azote. L’azote (Z = 7) appartient à la colonne 15. L’hélium, le néon et l’argon sont dans la colonne 18, celle des gaz nobles.Question 9 sur 10
Quel est l’ordre de grandeur du rapport entre la taille d’un atome et celle de son noyau ?
Réponse : 10⁵. Atome ≈ 10⁻¹⁰ m et noyau ≈ 10⁻¹⁵ m : le rapport vaut 10⁻¹⁰ / 10⁻¹⁵ = 10⁵. D’où la structure lacunaire de la matière.Question 10 sur 10
Quelle est la masse approximative d’un atome de carbone 12 (masse d’un nucléon : 1,67 × 10⁻²⁷ kg) ?
Réponse : 2,0 × 10⁻²⁶ kg. La masse des électrons est négligeable : m ≈ 12 × 1,67 × 10⁻²⁷ ≈ 2,0 × 10⁻²⁶ kg. La valeur 2,0 × 10⁻²³ est la bonne masse exprimée en grammes, pas en kilogrammes.
L’essentiel à retenir : L’atome et le tableau périodique
Constitution de l’atome et du noyau
Un atome est formé d’un noyau central chargé positivement, autour duquel se trouvent des électrons chargés négativement. Le noyau contient des protons (charge +e) et des neutrons (neutres) : ce sont les nucléons. La charge élémentaire vaut e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C. Un atome est électriquement neutre : il possède autant d’électrons que de protons.
Le noyau d’un élément X s’écrit avec son nombre de masse A (nombre de nucléons) en haut à gauche et son numéro atomique Z (nombre de protons) en bas à gauche, par exemple ²³₁₁Na. Le nombre de neutrons vaut N = A − Z, ici 23 − 11 = 12. Des isotopes ont le même Z mais des A différents, comme le carbone 12 et le carbone 14.
Un nucléon a une masse d’environ 1,67 × 10⁻²⁷ kg, environ 1 800 fois celle d’un électron (9,11 × 10⁻³¹ kg) : la masse de l’atome est concentrée dans son noyau. Pourtant le noyau (environ 10⁻¹⁵ m) est environ 100 000 fois plus petit que l’atome (environ 10⁻¹⁰ m) : la matière a une structure lacunaire.
Configuration électronique et électrons de valence
Les électrons se répartissent en couches (n = 1, 2, 3…) et en sous-couches remplies dans l’ordre 1s, 2s, 2p, 3s, 3p. Une sous-couche s contient au plus 2 électrons, une sous-couche p au plus 6. Exemples : oxygène (Z = 8) : 1s² 2s² 2p⁴ ; sodium (Z = 11) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ ; chlore (Z = 17) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.
Les électrons de valence sont ceux de la couche la plus externe (n le plus grand) : 6 pour l’oxygène, 1 pour le sodium, 7 pour le chlore. Ce sont eux qui déterminent les propriétés chimiques de l’élément.
Le tableau périodique et la formation des ions
Dans le tableau périodique actuel, les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant (Mendeleïev en avait proposé une première version en 1869, en les classant par masse atomique). Une ligne (période) regroupe les éléments dont la couche de valence a le même numéro n ; une colonne (famille) regroupe ceux qui ont le même nombre d’électrons de valence, donc des propriétés chimiques voisines.
Familles à connaître : les alcalins (colonne 1, hors hydrogène), très réactifs ; les halogènes (colonne 17 : fluor, chlore, brome, iode) ; les gaz nobles (colonne 18 : hélium, néon, argon…), très stables car leur couche de valence est saturée (duet pour l’hélium, octet pour les autres). Pour gagner en stabilité, un atome tend à acquérir la configuration du gaz noble le plus proche : Na donne Na⁺, Mg donne Mg²⁺, Cl donne Cl⁻, O donne O²⁻.
8 flashcards pour mémoriser
Essaie de répondre avant de retourner la carte.
Numéro atomique Z+
Nombre de protons du noyau, égal au nombre d’électrons de l’atome neutre.
Nombre de masse A+
Nombre de nucléons (protons + neutrons). Nombre de neutrons : N = A − Z.
Isotopes+
Atomes de même numéro atomique Z mais de nombres de masse A différents (ex. carbone 12 et carbone 14).
Charge élémentaire+
e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C : charge du proton (+e) et, au signe près, de l’électron (−e).
Électrons de valence+
Électrons de la couche la plus externe (n le plus grand) ; ils fixent les propriétés chimiques.
Période et famille+
Ligne : même couche de valence n. Colonne : même nombre d’électrons de valence.
Règles du duet et de l’octet+
Un atome tend à acquérir la configuration du gaz noble le plus proche : 2 électrons (hélium) ou 8 sur la couche externe.
Halogènes+
Colonne 17 (F, Cl, Br, I) : 7 électrons de valence, ils forment des ions X⁻.
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