Vidéo question :: Identifier l’élément d’un atome à partir de ses couches électroniques Physique

Transcription de la vidéo

Le schéma montre les électrons dans différentes couches électroniques dans un atome. L’atome est électriquement neutre. De quel élément est cet atome ?

Nous avons ici ce schéma qui nous montre un atome avec des électrons dans différentes couches électroniques. Ce cercle rouge que nous pouvons voir au centre du schéma représente le noyau de l’atome, et c’est là que se trouvent tous les protons et les neutrons de l’atome. Ensuite, autour de ce noyau, nous pouvons voir que nous avons ces deux cercles noirs, et ceux-ci représentent les deux premières couches électroniques de l’atome.

Ces couches électroniques, également connues sous le nom de niveaux d’énergie de l’atome, sont les endroits où se trouvent les électrons de l’atome. Ces électrons sont représentés par les petits points bleus dessinés sur chacun des anneaux. La couche la plus proche du noyau - donc celle qui est représentée par ce cercle noir ici sur notre schéma - est la première couche électronique ou le premier niveau d’énergie. Ensuite, la prochaine couche - donc celle représentée par ce cercle sur notre schéma - est la deuxième couche électroniques ou deuxième niveau d’énergie.

Si l’atome avait également des électrons dans des couches électroniques plus élevées, alors la suivante serait la troisième couche, puis nous aurions la quatrième couche, et ainsi de suite. Cependant, lorsque nous dessinons le schéma d’un atome, nous ne dessinons généralement que les couches électroniques qui contiennent au moins un électron. Donc, dans ce cas, ce ne sont que les deux premières couches.

La question nous demande d’identifier de quel élément il s’agit. On nous dit que l’atome est électriquement neutre, ce qui signifie qu’il n’a pas de charge électrique globale. Nous pouvons rappeler que la charge d’un électron et la charge d’un proton sont de même intensité mais de signe opposé. Les protons sont chargés positivement, tandis que les électrons sont chargés négativement. Pour qu’un atome soit électriquement neutre, le nombre d’électrons chargés négativement doit être égal au nombre de protons chargés positivement car globalement les charges négatives et les charges positives s’annulent, laissant l’atome sans charge électrique résultante.

Maintenant, nous pourrions nous demander pourquoi ces informations sur le nombre d’électrons et le nombre de protons dans un atome neutre nous sont utiles pour cette question. Eh bien, on nous demande d’identifier quel est l’élément de cet atome. Et nous pouvons rappeler que cet élément est déterminé par le numéro atomique de l’atome, qui est égal au nombre de protons dans le noyau de l’atome.

Dans le schéma donné dans cette question, nous ne pouvons pas voir directement combien de protons il y a dans le noyau parce que ce noyau est simplement dessiné comme un seul cercle rouge. Cependant, ce que nous pouvons faire, c’est compter tous les électrons qui sont dessinés sur les couches autour de ce noyau. Et puisque nous savons que pour un atome électriquement neutre le nombre d’électrons est égal au nombre de protons dans le noyau, alors le nombre d’électrons que nous comptons nous donnera le numéro atomique de l’atome, ce qui nous permettra de trouver quel élément représente cet atome.

Pour compter les électrons de cet atome, numérotons les points bleus dessinés sur chacun des cercles noirs du schéma. Nous pouvons voir que sur le cercler interne soit la première couche électronique, il y a deux électrons. Et puis sur le cercle extérieur, qui représente la deuxième couche électronique, il y a quatre électrons. Le nombre total d’électrons dans l’atome est égal aux deux électrons de la première couche plus les quatre électrons de la deuxième couche, ce qui donne un total de six. Puisque l’atome électriquement neutre a six électrons, cela signifie qu’il doit également avoir six protons. Nous savons que le numéro atomique de l’atome est égal à six.

Ensuite, à ce stade, nous pouvons nous rappeler ou rechercher dans un tableau périodique que cela correspond à l’élément carbone. Alors, notre réponse à cette question est que l’atome qui nous est montré sur le schéma est un atome de l’élément carbone.