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title: "À l’intérieur de l’atome"
book: "La chimie à l’école — Années 1 à 12"
subject: chemistry
language: fr
chapter: 16
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Chapitre 16 — À l’intérieur de l’atome

En 1909, dans un laboratoire de Manchester, on bombarda une feuille d’or épaisse de quelques centaines d’[atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) avec un faisceau de minuscules particules rapides. Presque toutes la traversèrent tout droit, comme si l’or était vide. Mais environ une sur plusieurs milliers rebondit en arrière. « C’était comme si l’on tirait un obus de quinze pouces sur une feuille de papier de soie et qu’il revenait vous frapper », dit Ernest Rutherford, dont les élèves avaient réalisé l’expérience. L’[atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom), le morceau de matière insécable, avait une structure — et il était presque entièrement vide.

**Rappel.**

Toute la matière est faite d’[atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom), d’une centaine de sortes différentes, chacune ayant un symbole comme $\ce{H}$, $\ce{C}$, $\ce{O}$, $\ce{Fe}$. Les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) s’assemblent en [molécules](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule), décrites par des formules comme $\ce{H2O}$ ([Chapitre 11](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#ch-g7-atoms-and-molecules)).

## 16.1 Noyau et électrons

**Définition 16.1 (Noyau et électron).**

Tout [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) possède un cœur minuscule et lourd, le *noyau*, qui porte une charge électrique positive. Autour de lui se déplacent des particules beaucoup plus légères, les *électrons*, qui portent chacun la même charge négative, $-e$.

**Proposition 16.2 (Un atome est neutre).**

Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom), dans son ensemble, ne porte aucune charge électrique : la charge positive de son [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) est exactement compensée par les charges négatives de ses [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus). La charge $e$ est minuscule : $e = 1.60 \times 10^{-19}\,\mathrm{C}$ (le coulomb, unité de charge, relève du livre de physique).

![Un atome, sans respect de l’échelle. Si le noyau était dessiné de la taille du point rouge, le nuage d’électrons mesurerait quelques centaines de mètres.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-inside-the-atom/fig-bd1511d8ab55.svg)

*Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom), sans respect de l’échelle. Si le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) était dessiné de la taille du point rouge, le nuage d’[électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) mesurerait quelques centaines de mètres.*

## 16.2 Protons et neutrons

**Définition 16.3 (Proton, neutron, nucléon).**

Le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) est formé de deux sortes de particules : les *protons*, qui portent chacun la charge $+e$, et les *neutrons*, qui ne portent pas de charge. Protons et neutrons, qui ont presque la même masse, sont appelés ensemble *nucléons*.

**Définition 16.4 (Numéro atomique et nombre de masse).**

Le nombre de [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) d’un [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) est le *numéro atomique*, noté $Z$. Le nombre de [nucléons](#def-g9-inside-the-atom-proton) ([protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) ensemble) est le *nombre de masse*, noté $A$. Le nombre de [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) est $N = A - Z$.

**Notation 16.5 (L’écriture conventionnelle du noyau).**

Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) dont le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) est donné s’écrit avec son symbole, le [nombre de masse](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) en haut à gauche et le [numéro atomique](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) en bas à gauche : $\ce{^{A}_{Z}X}$. Par exemple, $\ce{^{12}_{6}C}$ a 6 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et $12 - 6 =
6$ [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) ; $\ce{^{56}_{26}Fe}$ a 26 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et 30 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton).

**Méthode 16.6 (Lire l’écriture conventionnelle d’un noyau).**

Pour $\ce{^{A}_{Z}X}$ :

1. [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) : $Z$ ;
2. [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) : $A - Z$ ;
3. [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de l’ [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) neutre : $Z$ , autant que de [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) .

Pour $\ce{^{23}_{11}Na}$ : 11 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 12 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 11 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

![Lire l’écriture conventionnelle d’un noyau : cet atome de chlore a 17 protons, 35 - 17 = 18 neutrons, et 17 électrons quand il est neutre.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-inside-the-atom/fig-79bec59eee4f.svg)

*Lire l’écriture conventionnelle d’un [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) : cet [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore a 17 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton), $35 - 17 = 18$ [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton), et 17 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) quand il est neutre.*

## 16.3 L’élément chimique et ses isotopes

**Définition 16.7 (Élément chimique).**

Un *élément chimique* est l’ensemble de tous les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom), et de tous les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) chargés qui en dérivent, qui ont le même [numéro atomique](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) $Z$. Chaque élément a un nom et un symbole : tout [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) possédant 6 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) est un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbone, $\ce{C}$ ; tout [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) possédant 8 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) est un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) d’oxygène, $\ce{O}$.

**Définition 16.8 (Isotopes).**

Des [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) d’un même élément qui ont des nombres de [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) différents, et donc des [nombres de masse](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) différents, sont des *isotopes* de cet élément. Ils ont le même $Z$ et des $A$ différents.

**Exemple 16.9 (Isotopes du carbone et de l’hydrogène).**

Le carbone naturel contient environ $98.9\,\%$ de carbone 12, $\ce{^{12}_{6}C}$, et $1.1\,\%$ de carbone 13, $\ce{^{13}_{6}C}$, avec une trace de carbone 14, $\ce{^{14}_{6}C}$, dont la lente transformation en un autre [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) sert à dater le bois et les os anciens (la radioactivité relève du livre de physique). L’hydrogène a trois [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) : $\ce{^{1}_{1}H}$, sans aucun [neutron](#def-g9-inside-the-atom-proton), de loin le plus courant ; le deutérium $\ce{^{2}_{1}H}$, quelques [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) sur cent mille ; et le tritium $\ce{^{3}_{1}H}$.

**Proposition 16.10 (Les isotopes ont la même chimie).**

La chimie d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) dépend de ses [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus), et les [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) d’un élément ont le même nombre d’[électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Les [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) réagissent donc de la même façon : l’eau fabriquée avec du deutérium a presque exactement l’aspect et le comportement de l’eau ordinaire.

![Les noyaux des trois isotopes de l’hydrogène : un proton chacun, et 0, 1 ou 2 neutrons.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-inside-the-atom/fig-384be161bdee.svg)

*Les noyaux des trois [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) de l’hydrogène : un [proton](#def-g9-inside-the-atom-proton) chacun, et 0, 1 ou 2 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton).*

## 16.4 Tailles et masses

**Proposition 16.11 (Le noyau est minuscule et contient presque toute la masse).**

Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) mesure environ $10^{-10}\,\mathrm{m}$ ; son [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus), de $10^{-15}\,\mathrm{m}$ à $10^{-14}\,\mathrm{m}$ : il est dix mille à cent mille fois plus petit. Les masses des particules sont

$$
m_p = 1.673 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg},\qquad m_n = 1.675 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg},\qquad
  m_e = 9.11 \times 10^{-31}\,\mathrm{kg}.
$$

Un [proton](#def-g9-inside-the-atom-proton) est environ 1836 fois plus lourd qu’un [électron](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) : plus de $99.9\,\%$ de la masse d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) se trouve donc dans son [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**Exemple 16.12 (Une bille dans un stade).**

Si le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) était une bille de $1\,\mathrm{cm}$, l’[atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) mesurerait environ $1\,\mathrm{cm} \times 100\,000 = 1\,\mathrm{km}$ : une bille au milieu d’un immense stade, avec quelques grains de poussière — les [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) — qui tourbillonnent autour des tribunes. La matière est surtout faite de vide.

**Méthode 16.13 (La masse d’un atome).**

Comme les [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et les [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) ont presque la même masse et que les [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) sont très légers, la masse d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) est proche de $A \times
1.67 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg}$, où $A$ est son [nombre de masse](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number). Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbone 12 : $12 \times 1.67 \times 10^{-27} = 2.00 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$.

## 16.5 Une brève histoire du modèle de l’atome

**Histoire des sciences — De l’insécable au noyau, 1897–1932.**

En 1897, J. J. Thomson découvrit l’[électron](#def-g9-inside-the-atom-nucleus), une particule bien plus légère que n’importe quel [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) : on pouvait donc couper les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom). Il se représenta l’[atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) comme une boule de matière positive parsemée d’[électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus). En 1909–1911, l’expérience de la feuille d’or de l’équipe de Rutherford montra que la charge positive et presque toute la masse se trouvent dans un [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) minuscule. En 1913, Niels Bohr proposa que les [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) occupent des niveaux d’énergie fixes autour de lui, et en 1932 James Chadwick découvrit le [neutron](#def-g9-inside-the-atom-proton).

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-inside-the-atom/img-3af935b63df5.jpg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-inside-the-atom/fig-5e89158e22b6.svg)

*Ernest Rutherford (1871–1937).*

*L’expérience de la feuille d’or : la plupart des particules la traversent tout droit ; quelques-unes sont déviées ; de très rares rebondissent sur un [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus).*

## 16.6 Exercices

**Exercice 16.1 ★.**

Nomme les particules du [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) et les particules qui l’entourent, avec le signe de leur charge.

**Solution de Exercice 16.1.**

Dans le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) : des [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) (positifs) et des [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) (sans charge). Autour : des [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) (négatifs).

**Exercice 16.2 ★.**

Donne le nombre de [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton), de [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et d’[électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de $\ce{^{16}_{8}O}$, $\ce{^{27}_{13}Al}$ et $\ce{^{40}_{20}Ca}$.

**Solution de Exercice 16.2.**

$\ce{^{16}_{8}O}$ : 8 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 8 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 8 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus). $\ce{^{27}_{13}Al}$ : 13, 14, 13. $\ce{^{40}_{20}Ca}$ : 20, 20, 20.

**Exercice 16.3 ★.**

Pourquoi un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) est-il électriquement neutre ?

**Solution de Exercice 16.3.**

Il possède autant d’[électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) (charge $-e$ chacun) que de [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) (charge $+e$ chacun) : les charges se compensent.

**Exercice 16.4 ★.**

Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) possède 26 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et 30 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton). Écris l’écriture conventionnelle de son [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) (l’élément est le fer, $\ce{Fe}$).

**Solution de Exercice 16.4.**

$A = 26 + 30 = 56$ : $\ce{^{56}_{26}Fe}$.

**Exercice 16.5 ★★.**

$\ce{^{35}_{17}Cl}$ et $\ce{^{37}_{17}Cl}$ sont-ils le même élément ? Sont-ils [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) ? Explique.

**Solution de Exercice 16.5.**

Oui : les deux ont $Z = 17$, ce sont donc deux [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore. Ils ont des [nombres de masse](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) différents (18 et 20 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton)) : ce sont des [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope).

**Exercice 16.6 ★★.**

$\ce{^{14}_{6}C}$ et $\ce{^{14}_{7}N}$ sont-ils [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) ? Explique.

**Solution de Exercice 16.6.**

Non : ils ont des [numéros atomiques](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) différents (6 et 7), ce sont donc des éléments différents, le carbone et l’azote. Des [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) ont le même $Z$.

**Exercice 16.7 ★★.**

Calcule, en écriture scientifique, la masse approchée d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de $\ce{^{56}_{26}Fe}$.

**Solution de Exercice 16.7.**

$56 \times 1.67 \times 10^{-27} \approx 9.35 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$.

**Exercice 16.8 ★★.**

Dans l’expérience de la feuille d’or, pourquoi la plupart des particules traversent-elles l’or tout droit ?

**Solution de Exercice 16.8.**

Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) est surtout fait de vide : le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) est minuscule, si bien que la plupart des particules ne rencontrent aucun [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) sur leur chemin et traversent tout droit.

**Exercice 16.9 ★★.**

Combien de fois un [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de $10^{-15}\,\mathrm{m}$ est-il plus petit qu’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ($10^{-10}\,\mathrm{m}$) ? Écris la réponse sous forme d’une puissance de dix.

**Solution de Exercice 16.9.**

$10^{-10} / 10^{-15} = 10^{5}$ : cent mille fois plus petit.

**Exercice 16.10 ★★.**

Pourquoi les [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) d’un élément ont-ils la même chimie ?

**Solution de Exercice 16.10.**

La chimie dépend des [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus), et les [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) d’un élément ont le même nombre d’[électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) (le même $Z$).

**Exercice 16.11 ★★★.**

Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de fer possède 26 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Calcule leur masse totale, puis la fraction de la masse d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de $\ce{^{56}_{26}Fe}$ qu’ils représentent (utilise la masse trouvée à l’exercice 7).

**Solution de Exercice 16.11.**

$26 \times 9.11 \times 10^{-31} = 2.37 \times 10^{-29}\,\mathrm{kg}$. Fraction : $2.37 \times 10^{-29} / 9.35 \times 10^{-26} \approx 2.5 \times
10^{-4}$, soit environ $0.025\,\%$ de la masse.

**Exercice 16.12 ★★★.**

Le cuivre naturel contient $69.15\,\%$ de cuivre 63 et $30.85\,\%$ de cuivre 65. Sur 10 000 [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre, combien y en a-t-il de chaque [isotope](#def-g9-inside-the-atom-isotope) ? Quel est le nombre moyen de [nucléons](#def-g9-inside-the-atom-proton) par [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre ?

**Solution de Exercice 16.12.**

6915 [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre 63 et 3085 [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre 65. Moyenne : $(6915 \times 63 + 3085 \times 65)/10\,000 = 63.6$ [nucléons](#def-g9-inside-the-atom-proton).

## 16.7 Problème : peser le chlore

**Problème 16.1.**

Problème du week-end — deux isotopes du chlore, la masse de chaque atome, et la masse moyenne d’un atome de chlore

Le chlore naturel est un [mélange](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/8-corps-purs-et-melanges#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) de deux [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope), le chlore 35 et le chlore 37 : sur 1000 [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore, environ 758 sont du chlore 35 et 242 du chlore 37. On prendra pour masse d’un [nucléon](#def-g9-inside-the-atom-proton) $1.67 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg}$ et pour masse d’un [électron](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) $9.11 \times 10^{-31}\,\mathrm{kg}$. Le [numéro atomique](#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) du chlore est 17.

**Partie I — Deux noyaux.**

1. Écris l’écriture conventionnelle des noyaux des deux [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) .
2. Donne le nombre de [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) , de [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) et d’ [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de chacun.
3. Pourquoi les appelle-t-on tous deux chlore ? Pourquoi sont-ils [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope) ?
4. Un échantillon de chlore 37 réagira-t-il avec le sodium de la même façon qu’un échantillon de chlore 35 ? Explique.

**Partie II — La masse de chaque [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom).**

5. Calcule la masse du [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore 35.
6. Calcule la masse des 17 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) , et vérifie qu’elle est négligeable devant celle du [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus) .
7. Calcule la masse d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore 37.
8. Combien d’ [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore 35 pèseraient $1\,\mathrm{g}$ ? Donne la réponse en écriture scientifique.

**Partie III — L’[atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) moyen.**

9. Quel pourcentage des [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore est du chlore 35 ? Du chlore 37 ?
10. Sur 1000 [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore naturel, calcule la masse totale des [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore 35 et celle des [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore 37.
11. Calcule la masse de ces 1000 [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) .
12. Déduis-en la masse moyenne d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore.

**Solution de Problème 16.1.**

**1.** $\ce{^{35}_{17}Cl}$ et $\ce{^{37}_{17}Cl}$.

**2.** Chlore 35 : 17 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 18 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 17 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Chlore 37 : 17 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 20 [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton), 17 [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**3.** Les deux ont 17 [protons](#def-g9-inside-the-atom-proton) : ils appartiennent tous deux à l’élément chlore ; ils ne diffèrent que par leur nombre de [neutrons](#def-g9-inside-the-atom-proton) : ce sont des [isotopes](#def-g9-inside-the-atom-isotope).

**4.** Oui : la chimie dépend des [électrons](#def-g9-inside-the-atom-nucleus), et les deux en ont 17.

**5.** $35 \times 1.67 \times 10^{-27} = 5.845 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$.

**6.** $17 \times 9.11 \times 10^{-31} = 1.55 \times 10^{-29}\,\mathrm{kg}$ : environ 4000 fois moins que le [noyau](#def-g9-inside-the-atom-nucleus), négligeable.

**7.** $37 \times 1.67 \times 10^{-27} = 6.179 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$.

**8.** $1\,\mathrm{g} = 10^{-3}\,\mathrm{kg}$ ; $10^{-3} / 5.845 \times
10^{-26} \approx 1.71 \times 10^{22}$ [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom).

**9.** $75.8\,\%$ et $24.2\,\%$.

**10.** $758 \times 5.845 \times 10^{-26} = 4.430 \times 10^{-23}\,\mathrm{kg}$ ; $242 \times 6.179 \times 10^{-26} = 1.495 \times 10^{-23}\,\mathrm{kg}$.

**11.** $4.430 \times 10^{-23} + 1.495 \times 10^{-23} =
5.925 \times 10^{-23}\,\mathrm{kg}$.

**12.** $5.925 \times 10^{-23} / 1000 \approx
5.93 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$ : c’est la masse moyenne d’un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de chlore.