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Structure atomique

LycéeChimieModèle schématique des couches et modèle de comptage des sous-couches selon Aufbau pour les 20 premiers électrons

Cliquez sur un proton ou un neutron pour ajouter ce nucléon. Cliquez sur un électron pour examiner sa couche, ou faites pivoter l’atome entier.

3D

Faites glisser l’appareil pour le régler. Faites glisser l’arrière-plan pour le faire pivoter. Faites défiler pour zoomer.

Carnet de mesures

Modifiez la configuration, testez une prédiction et enregistrez le résultat. Jusqu’à 12 instantanés sont conservés.

À propos de cette expérience

Construisez un atome en modifiant ses protons, ses neutrons et ses électrons. Utilisez un diagramme de comptage rotatif pour relier la charge nucléaire, le nombre de masse de l’isotope, la charge ionique et les effectifs des couches.

Objectifs pédagogiques

  • Distinguez les rôles des protons, des neutrons et des électrons.
  • Construisez des atomes neutres et des ions, puis calculez leurs charges.
  • Reliez les effectifs des couches à une configuration simple des sous-couches à l’état fondamental.

Comment l’utiliser

  1. 1Commencez par le carbone 12 et examinez ses deux couches occupées.
  2. 2Ajoutez un neutron et comparez le nombre de masse à la configuration électronique, qui reste inchangée.
  3. 3Ajoutez un proton tout en gardant l’atome neutre, puis identifiez le nouvel élément.
  4. 4Désactivez le mode neutre et retirez un électron ; notez la charge et les populations des couches.

Le modèle

Le nombre de masse compte les nucléons ; la charge nette compare le nombre de protons à celui des électrons.
Les occupations des sous-couches totalisent le nombre d’électrons affiché.

Hypothèses

  • Pour un maximum de 20 électrons, seules les sous-couches 1s, 2s, 2p, 3s, 3p et 4s sont remplies, dans cet ordre.
  • Les points mobiles sur les anneaux des couches servent à compter ; ils ne représentent ni des orbites électroniques classiques ni des densités de probabilité quantiques. Les longueurs nucléaires et électroniques utilisent des échelles visuelles indépendantes.
  • La stabilité nucléaire, les énergies de liaison et la question de savoir si un ion négatif arbitraire est lié ne relèvent pas de ce modèle. Le nombre de masse n’est pas une masse atomique mesurée.

À essayer en classe

  1. Q1Pourquoi l’ajout d’un neutron change-t-il l’isotope, mais pas l’élément ?
  2. Q2Qu’est-ce qui reste inchangé lorsqu’un atome neutre perd un électron ?

Foire aux questions

Les électrons sont-ils vraiment de minuscules planètes sur ces orbites circulaires ?

Non. Les états quantiques ne définissent pas ces trajectoires. L’animation aide uniquement à compter le nombre d’électrons dans les couches.

Chaque noyau construit ici existe-t-il sous la forme d’un isotope stable ?

Non. Le nombre de protons et de neutrons peut être modifié à titre d’exercice de comptabilisation. On n’en déduit ni la stabilité ni la désintégration radioactive.