Nombre de masse
Le nombre de masse (\(A\)) d’un atome est le nombre total de protons et de neutrons dans son noyau. La masse de l’atome est une unité appelée unité de masse atomique \(\left(\text{amu}\right)\). Une unité de masse atomique est la masse d’un proton, soit environ \(1,67 \ fois 10^{-27}\) kilogrammes, ce qui est une masse extrêmement faible. Un neutron a juste un tout petit peu plus de masse qu’un proton, mais sa masse est souvent supposée être également une unité de masse atomique. Parce que les électrons n’ont pratiquement pas de masse, à peu près toute la masse d’un atome est dans ses protons et ses neutrons. Par conséquent, le nombre total de protons et de neutrons dans un atome détermine sa masse en unités de masse atomique (Tableau \(\PageIndex{1}\)).
Considérez à nouveau l’hélium. La plupart des atomes d’hélium ont deux neutrons en plus de deux protons. Par conséquent, la masse de la plupart des atomes d’hélium est de 4 unités de masse atomique (\(2\:\text{amu}\) pour les protons + \(2\:\text{amu}\) pour les neutrons). Cependant, certains atomes d’hélium ont plus ou moins de deux neutrons. Les atomes avec le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons sont appelés isotopes. Comme le nombre de neutrons peut varier pour un élément donné, les nombres de masse des différents atomes d’un élément peuvent également varier. Par exemple, certains atomes d’hélium ont trois neutrons au lieu de deux (ceux-ci sont appelés isotopes et sont discutés en détail plus loin).
Pourquoi pensez-vous que le « nombre de masse » inclut les protons et les neutrons, mais pas les électrons? Vous savez que la majeure partie de la masse d’un atome est concentrée dans son noyau. La masse d’un atome dépend du nombre de protons et de neutrons. Vous avez déjà appris que la masse d’un électron est très, très petite par rapport à la masse d’un proton ou d’un neutron (comme la masse d’un sou par rapport à la masse d’une boule de bowling). Compter le nombre de protons et de neutrons indique aux scientifiques la masse totale d’un atome.
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Le nombre de masse d’un atome est très facile à calculer, à condition de connaître le nombre de protons et de neutrons dans un atome.
Exemple 4.5.1
Quel est le nombre de masse d’un atome d’hélium contenant 2 neutrons ?
Solution
\(\left(\text{nombre de protons}\right) = 2\) (Rappelez-vous qu’un atome d’hélium a toujours 2 protons.)
\(\left(\text{nombre de neutrons}\right) = 2\)
\(\text{nombre de masse}= \left(\text{nombre de protons}\right) +\left(\text{nombre de neutrons}\right)\)
\(\text{ nombre de masse}\right)} = 2 + 2 = 4\)
Un symbole chimique est une désignation à une ou deux lettres d’un élément. Quelques exemples de symboles chimiques sont \(\ce{O}\) pour l’oxygène, \(\ce{Zn}\) pour le zinc et \(\ce{Fe}\) pour le fer. La première lettre d’un symbole est toujours en majuscule. Si le symbole contient deux lettres, la deuxième lettre est minuscule. La majorité des éléments ont des symboles basés sur leurs noms anglais. Cependant, certains des éléments connus depuis l’Antiquité ont conservé des symboles basés sur leurs noms latins, comme indiqué dans le tableau \(\PageIndex{2}\).
| Symbole chimique | Nom | Nom latin |
|---|---|---|
| \(\ce{Na}\) | Sodium | Natrium |
| \(\ce{K}\) | Potassium | Kalium |
| \(\ce{Fe}\) | Iron | Ferrum |
| \(\ce{Cu}\) | Copper | Cuprum |
| \(\ce{Ag}\) | Silver | Argentum |
| \(\ce{Sn}\) | Tin | Stannum |
| \(\ce{Sb}\) | Antimony | Stibium |
| \(\ce{Au}\) | Gold | Aurum |
| \(\ce{Pb}\) | Lead | Plumbum |