Transcription de la vidéo
Le schéma montre les électrons dans différentes couches électroniques dans un ion. L’ion est électriquement chargé et possède un électron de moins dans sa couche externe que s’il était un atome électriquement neutre. De quel élément s’agit-il ?
On nous donne ce schéma qui montre un ion avec des électrons dans différentes couches électroniques. Ce cercle rouge ici au centre représente le noyau, et c’est là que se trouvent tous les protons et les neutrons. Ensuite, autour de ce noyau, nous pouvons remarquer qu’il y a ces trois cercles noirs sur lesquels il y a de petits points bleus dessinés. Ces cercles représentent les trois premières couches, qui sont des couches où l’on peut trouver les électrons des atomes. La couche la plus proche du noyau est appelée première couche électronique. La couche suivante est la deuxième couche électronique. Et nous avons ensuite la troisième couche électronique.
Chacun de ces petits points bleus qui est dessiné sur chacun des trois cercles représente un électron qui se trouve dans la couche électronique correspondante. La question nous demande d’identifier de quel élément il s’agit. Nous pouvons rappeler que l’élément d’un atome est déterminé par le numéro atomique de cet atome, et que celui-ci est égal au nombre de protons dans le noyau. Donc pour déterminer de quel élément il s’agit, nous devons déterminer le nombre de protons dans ce noyau.
Dans le schéma que nous avons, les protons et les neutrons individuels dans le noyau ne sont pas représentés. Le noyau est plutôt tracé comme un simple cercle rouge. Cela signifie que nous ne pouvons pas compter les protons de l’atome, mais nous devons trouver une autre approche. Les protons individuels ne sont peut-être pas tous représentés sur ce schéma, mais tous les électrons individuels y figurent clairement.
La question nous dit que l’atome a un électron de moins dans la couche externe que s’il était électriquement neutre. Un atome électriquement neutre est un ion dont la charge électrique est nulle. Rappelons que les protons et les électrons sont des particules chargées électriquement. Rappelons également que la charge d’un électron et la charge d’un proton sont de même intensité mais de signes opposés. Les protons portent une charge positive, tandis que les électrons portent une charge négative. Ainsi, pour qu’un atome soit électriquement neutre, le nombre d’électrons portant une charge négative devrait être égal au nombre de protons portant une charge positive. Dans ce cas, les charges négatives et les charges positives s’annuleront et il ne restera aucune charge électrique résultante.
Ce n’est cependant pas le cas pour l’atome donné dans cette question puisqu’il est chargé électriquement. Plus précisément, nous savons qu’il y a dans la couche externe un électron de moins que s’il était électriquement neutre. Autrement dit, le nombre d’électrons de cet atome est égal au nombre de protons moins un. En effet, le nombre de protons dans l’atome est égal au nombre d’électrons qu’il aurait s’il était électriquement neutre. Et on nous dit qu’il a un électron de moins que ce nombre. Donc, soustrayons un.
Dans cette équation, nous essayons de trouver le nombre de protons parce que nous savons que ce nombre est égal au numéro atomique de l’atome. Sachant ceci, libérons un peu d’espace sur le tableau et réécrivons l’équation en fonction du nombre de protons. Nous avons montré que pour l’atome de cette question, le nombre d’électrons, que nous avons écrit ici 𝑁 indice e, est égal au nombre de protons, que nous avons appelé 𝑁 indice p moins un. Afin d’écrire l’équation en fonction du nombre de protons 𝑁 indice p, nous allons ajouter un des deux côtés de l’équation car le moins un et le plus un au membre de droite vont s’annuler.
Si nous inversons l’équation, nous voyons que le nombre de protons 𝑁 indice p est égal au nombre d’électrons 𝑁 indice e plus un. Cette équation signifie que si nous pouvons compter le nombre d’électrons dans cet atome, nous pouvons utiliser ce nombre pour trouver le nombre de protons. Pour trouver le nombre d’électrons, il suffit de compter le nombre de petits points bleus dessinés sur chacun des trois cercles du schéma.
Sur le cercle interne, qui représente la première couche électronique, nous constatons qu’il y a deux électrons au total. Ensuite, pour le cercle suivant, qui représente la deuxième couche électronique de l’atome, lorsque nous comptons tous les petits points bleus dessinés sur ce cercle, nous constatons qu’il y en a huit au total. Donc, cela signifie qu’il y a huit électrons dans la seconde couche de l’atome. Enfin, sur le troisième cercle représentant la troisième couche électronique, il n’y a qu’un point bleu, donc il y a un électron dans la troisième couche.
Ainsi, cet atome a deux électrons dans la première couche, huit électrons dans la deuxième couche et un électron dans la troisième couche. Cela signifie que le nombre total d’électrons dans l’atome, 𝑁 indice e, est égal à deux de la première couche d’électrons plus huit de la deuxième couche d’électron plus un de la troisième couche. Cela donne un total de 11 électrons. Si nous utilisons cette valeur pour 𝑁 indice e dans l’équation, nous constatons que 𝑁 indice p, le nombre de protons, est égal à 11 plus un, ce qui donne un total de 12.
Puisque nous savons que le nombre de protons dans un atome est égal au numéro atomique de cet atome, nous savons que cet atome a un numéro atomique de 12. Et ainsi, nous pouvons rappeler ou rechercher dans le tableau périodique que l’élément avec le numéro atomique 12 est le magnésium. Donc, notre réponse à cette question est que l’atome représenté sur le schéma est un atome de l’élément magnésium.