Définir un élément chimique

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les éléments chimiques présents dans l'Univers

Rappels de cours

1 Les éléments chimiques

 L’ensemble des atomes et des ions ayant le même numéro atomique Z définit un élément chimique.

exemple Les atomes du métal fer, Fe, les ions Fe2+ et Fe3+, appartiennent tous à l’élément fer, de numéro atomique Z=26.

 Il existe une centaine d’éléments chimiques ; chaque élément a un symbole chimique provenant souvent de son nom.

exemples 

Nom

hydrogène

hélium

carbone

azote

oxygène

fluor

magnésium

Z

1

2

6

7

8

9

12

Symbole

H

He

C

N

O

F

Mg

2 Les isotopes

Deux atomes sont isotopes s’ils possèdent le même numéro atomique Z (même nombre de protons), mais un nombre différent de nucléons A (nombre différent de neutrons). Les éléments chimiques possèdent des isotopes en différentes proportions.

exemple Les atomes dont les noyaux sont 2963Cu et 2965Cu sont deux isotopes du cuivre. Ils ont le même numéro atomique Z=29 (29 protons). 2963Cu possède 63 nucléons (6329=34 neutrons) et 2965Cu possède 65 nucléons (6529=36 neutrons).

exemple

Numéro atomique Z

6

8

17

Élément

carbone

oxygène

chlore

Isotopes principaux

(% mélange naturel)

12C(98,89%)

13C(1,11%)

16O(99,759%)

18O(0,204%)

35Cl(75,8%)

37Cl(24,2%)

3 La conservation des éléments chimiques

Les noyaux des atomes ne sont pas modifiés lors d’une transformation chimique, les éléments chimiques présents initialement se retrouvent donc en fin de transformation .

Méthodes

Caractériser un élément par son numéro atomique

Reconnaître dans la liste suivante les symboles associés au même élément chimique :

X817 ;X919 ;X714 ;X816 ;X818 ;X717 .

Regrouper les isotopes et nommer les éléments.

Conseils

Utilisez la définition des isotopes et la classification périodique .

Solution

Le numéro atomique Z (XZA) caractérise l’élément chimique :

Z=7, élément azote, deux isotopes : N714 et N717 ;

Z=8, élément oxygène, trois isotopes : O816, O817 et O818 ;

Z=9, élément fluor, un seul isotope : F919.

Reconnaître les éléments chimiques dans l’Univers

L’Univers est constitué à plus de 99 % des éléments hydrogène et hélium.

1. Donner le symbole de l’hydrogène et de l’hélium.

2. Un atome de l’élément le plus abondant dans la croûte terrestre est caractérisé par Z=8 et A=16. Donner la représentation de son noyau.

3. Le magnésium présent dans la croûte terrestre est constitué de 79 % de M1224g, 10 % de M1225g et 11 % de M1226g.

Comment appelle-t-on ces trois atomes ?

Conseils

2. Rappelez-vous qu’un élément est déterminé par le numéro atomique.

3. Comparez la composition des trois atomes pour justifier.

Solution

1. Hydrogène : H et hélium : He.

2. Il s’agit d’un atome d’oxygène O816.

3. Ces trois atomes sont des isotopes du même élément Mg, ils sont caractérisés par le même nombre de protons (Z=12), mais un nombre de neutrons différent.