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Vidéo de question : Déduction du nombre d’électrons, de protons et de neutrons à partir du numéro atomique et du nombre de masse Chimie

Un atome d’aluminium a un numéro atomique de 13 et un nombre de masse de 27. a) Combien y a-t-il de protons dans un atome d’aluminium ? b) Combien y a-t-il de neutrons dans un atome d’aluminium ? c) Combien y a-t-il d’électrons dans un atome d’aluminium ?

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Transcription de vidéo

Un atome d’aluminium a un numéro atomique de 13 et un nombre de masse de 27. Combien y a-t-il de protons dans un atome d’aluminium ?

L’aluminium est un élément. Un atome d’aluminium est composé d’un noyau chargé positivement entouré d’un nuage d’électrons chargés négativement. À l’intérieur du noyau, on retrouve des protons chargés positivement et des neutrons neutres. Notre première question consiste à déterminer combien il y a de protons dans un atome d’aluminium ? Comme je viens de le mentionner, les protons se retrouvent dans le noyau. On nous a fourni dans la question deux propriétés de l'atome d’aluminium susceptibles de nous aider, soit le numéro atomique et le nombre de masse.

Le numéro atomique d’un atome correspond au nombre de protons présents dans le noyau de cet atome. Pour cet atome d’aluminium et, bien sûr, pour tous les atomes d’aluminium, le numéro atomique est égal à 13. Par conséquent, le nombre de protons présents dans un atome d’aluminium est de 13. Je vais conserver cette valeur, car elle nous sera utile plus tard.

Combien y a-t-il de neutrons dans un atome d’aluminium ?

Tout comme les protons, les neutrons se retrouvent aussi dans le noyau de l’atome d’aluminium. Pour répondre à cette partie de la question, nous allons avoir besoin du nombre de masse. Le nombre de masse correspond au nombre de protons et de neutrons présents dans le noyau d'un atome. Pour un atome d’aluminium, le nombre de masse est de 27. Par conséquent, dans cet atome d’aluminium, le nombre total de protons et de neutrons est de 27. Nous pouvons donc calculer le nombre de neutrons en soustrayant le nombre de protons du nombre total de protons et de neutrons. Par conséquent, le nombre de neutrons est égal à 27 protons et neutrons moins 13 protons, que nous pouvons simplifier par 27 moins 13, ce qui nous donne 14 neutrons. Il s'agit du même nombre que nous aurions obtenu si nous avions soustrait le numéro atomique du nombre de masse. Cet atome d’aluminium a donc 14 neutrons.

Passons maintenant à la dernière partie de la question.

Combien y a-t-il d’électrons dans un atome d’aluminium ?

Les électrons présents dans un atome d’aluminium se retrouvent dans l’espace autour de son noyau. Afin de répondre à cette question, nous avons besoin de trois informations. La première information implique que les atomes dans ce contexte sont globalement neutres. On considère que les protons individuels portent une charge positive et que les électrons portent une charge négative. Les neutrons ne portent aucune charge. Nous n’avons donc pas besoin de les inclure pour répondre à cette partie de la question. La charge globale d'un atome ou d'un ion est toujours égale à la charge totale des protons plus la charge totale des électrons.

Dans ce cas-ci, nous avons 13 protons. Ainsi, la charge totale des protons est égale à 13 multiplié par la charge de chaque proton, qui est de plus un. La charge totale des électrons est inconnue, car nous ne connaissons pas le nombre d’électrons. Mais si nous connaissions cette information, la charge totale des électrons serait égale au nombre total d’électrons multiplié par la charge d'un électron individuel, qui est de moins un. Dans ce cas-ci, nous savons que la charge globale est égale à zéro. En examinant ce problème de plus près, nous pouvons constater que le nombre de protons est égal au nombre d’électrons pour une particule neutre. Par conséquent, il y a 13 électrons dans un atome d'aluminium.

Nous avons donc démontré qu'il y a 13 protons, 14 neutrons et 13 électrons dans un atome d’aluminium, qui a un numéro atomique de 13 et un nombre de masse de 27.

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