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Construire un atome – protons, neutrons, électrons, ions et isotopes

SciencesAtomes, éléments et liaisons12–13 ans

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Ajoutez ou retirez des protons, des neutrons et des électrons (touchez les bacs ou faites glisser les particules dans l’atome) et voyez aussitôt l’élément obtenu (Z = 1–20), son nombre de masse A = p + n, sa charge p − e (atome neutre, ion positif ou ion négatif), le symbole du nucléide ᴬ_Z X avec sa charge, les couches électroniques 2, 8, 8, 2 et si le noyau est stable ou radioactif. Le mode Défi demande de construire un atome ou un ion donné (Na⁺, carbone 14, O²⁻…) et vérifie la réponse.

Leçon : Atomes ; Éléments chimiques ; Isotopes ; Ions

Ce qu’elle montre

Tous les atomes sont faits des trois mêmes particules. Le nombre de protons, le numéro atomique Z, détermine l’élément. Protons et neutrons ensemble donnent le nombre de masse A : des atomes d’un même élément qui n’ont pas le même nombre de neutrons sont des isotopes. Certains sont stables, d’autres, comme le carbone 14, sont radioactifs. Quand le nombre d’électrons diffère du nombre de protons, l’atome devient un ion : en perdant des électrons il devient un ion positif, en en gagnant un ion négatif. Beaucoup d’ions stables ont la même structure électronique qu’un gaz noble.

Mode d’emploi

Touchez le bac Proton, Neutron ou Électron, ou faites glisser une particule dans l’atome ; les boutons − retirent des particules. Demandez aux élèves de prévoir le nom, le nombre de masse et la charge avant de regarder la fiche à côté de l’atome. Modifiez seulement les neutrons pour les isotopes, puis seulement les électrons pour les ions. Réglez Mode sur Défi, construisez ce qui est demandé, cliquez sur Vérifier puis sur Autre défi.

Paramètres modifiables

  • Mode Libre, Défi
  • Nombre initial de protons 0–20
  • Nombre initial de neutrons 0–30
  • Nombre initial d’électrons 0–20
  • Vitesse de rotation des électrons 0–3

Questions à explorer

  1. Si vous ajoutez un neutron au carbone 12, l’élément change-t-il ? Et si vous ajoutez un proton ?
  2. Quel ion se forme quand un atome de sodium perd un électron, et à quel gaz noble ressemble son cortège électronique ?
  3. Pourquoi le carbone 14 est-il radioactif alors que le carbone 12 et le carbone 13 sont stables ?

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