Du noyau à la masse molaire

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Fiches
Classe(s) : 1re STL | Thème(s) : Les solvants et les solutés

A La notation symbolique du noyau d’un atome

Un élément est caractérisé par son numéro atomique Z (ou nombre de charge) et par son nombre de masse A (ou nombre de nucléons). La notation symbolique d’un noyau atomique est XZA (Z : protons ; N : neutrons ; A = Z + N).

EXEMPLE

Le noyau T90232h comporte 232 nucléons dont 90 protons et 232 – 90 = 142 neutrons.

B Les isotopes et la masse molaire atomique

Les isotopes d’un élément ont même numéro atomique, donc un nombre égal de protons, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons N, donc également par A.

2 noyaux isotopes représentent le même élément chimique et ont la même charge électrique mais pas la même masse. Ils peuvent avoir des propriétés différentes : certains sont stables et d’autres radioactifs. Pour séparer des isotopes, on utilise des méthodes physiques.

EXEMPLE

Dans la série : X612, X715,X815, X614, X816, les noyaux isotopes ont le même nombre de protons. On peut trouver les noyaux isotopes du carbone Z = 6 : X612 et X614, et ceux de l’oxygène Z = 8 : X815 et X816.

Un élément chimique comporte souvent plusieurs isotopes, sa masse molaire atomique dépend de la proportion de chaque isotope. Ainsi, l’élément chlore comporte 25 % de chlore 35 et 75 % de chlore 37, donc M(Cl) = 0,25 × M(35Cl) + 0,75 × M(37Cl) = 35,5 g.mol–1.

C La détermination d’une masse molaire

La masse molaire moléculaire est calculée à partir des données du tableau périodique en faisant la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes de l’espèce chimique. Dans le cas d’un ion, on procède de la même manière, les charges électriques ne modifient pas la masse globale de l’espèce.

DÉfinition

Masse molaire moléculaire : c’est la masse d’une mole de molécules.

EXEMPLEs

La molécule de méthane CH4 contient 1 élément carbone et 4 éléments hydrogène. Sa masse molaire moléculaire se calcule facilement : M(CH4) = M(C) + 4M(H) soit M(CH4) = 12,0 + 4 × 1,0 = 16,0 g.mol–1.

De même, l’aspirine de formule C9H8O4 a pour masse molaire :

M(C9H8O4) = 9 M(C) + 8M(H) + 4 M(O) = 9 × 12,0 + 8 × 1,0 + 4 × 16,0 = 180 g.mol–1.