Notions de chimie : Atomes, Mole et Isotopes

Flashcards de révision sur la structure de l'atome, les nucléides, les isotopes, la notion de mole et les calculs stœchiométriques associés.

Que représentent les symboles $Z$ et $A$ dans la représentation d'un nucléide $X$ ?

$Z$ est le numéro atomique (nombre de protons ou nombre de charge) et $A$ est le nombre de masse (nombre de nucléons, c'est-à-dire protons + neutrons).

Comment calcule-t-on le nombre de neutrons $N$ et quelle est la relation entre protons et électrons dans un atome neutre ?

Le nombre de neutrons est $N = A - Z$. Dans un atome électriquement neutre, le nombre d'électrons est égal au nombre de protons ($Z$).

Qu'est-ce qui distingue la définition d'un élément chimique de celle d'un atome ?

Un élément chimique est défini uniquement par son numéro atomique $Z$, alors qu'un atome est défini par son nombre de masse $A$ et son numéro atomique $Z$.

Quelle est la définition de deux isotopes ?

Ce sont des atomes d'un même élément ayant le même numéro atomique $Z$, mais des nombres de masse $A$ différents.

Quels sont les trois isotopes de l'hydrogène cités dans le cours ?

Le protium ($^1H$), le deutérium ($^2H$) et le tritium ($^3H$).

Quelle est la formule pour calculer la masse atomique moyenne $M$ d'un mélange d'isotopes à partir de leurs abondances ?

$M = \frac{n_1 M_1 + n_2 M_2}{n_1 + n_2}$ ou $M = \frac{\sum (\%_i \times M_i)}{100}$

Quel est le calcul de la masse atomique moyenne du chlore naturel composé de $75\%$ de $^{35}Cl$ et $25\%$ de $^{37}Cl$ ?

$$M = \frac{(75 \times 35) + (25 \times 37)}{100} = 35,5\,u.m.a.$$

Qu'est-ce qu'une mole et à quelle quantité d'entités élémentaires correspond-elle ?

La mole est une quantité de matière désignant un nombre fixe de $6 \times 10^{23}$ entités élémentaires (atomes, molécules, ions, électrons), appelé constante d'Avogadro ou nombre d'Avogadro ($N_A = 6,023 \times 10^{23}$).

Quelle est la relation entre la masse atomique en $u.m.a.$ et la masse molaire $M$ en $g/mol$ d'un élément ?

La masse molaire d'un élément en $g/mol$ est numériquement égale à sa masse atomique exprimée en unités de masse atomique ($u.m.a.$).

Quelle formule relie la quantité de matière $n$, la masse $m$ et la masse molaire $M$ ?

$n = \frac{m}{M}$ où $m$ est la masse en grammes et $M$ est la masse molaire en $g/mol$.

Comment calcule-t-on le nombre de particules $N$ à partir de la quantité de matière $n$ ?

$N = n \times N_A$ où $N_A$ est le nombre d'Avogadro.

Quelles sont les conditions C.N.T.P. et quelle est la valeur du volume molaire $V_m$ associé ?

Les C.N.T.P. correspond aux conditions normales de température ($0^\circ C$) et de pression ($1\,atm$ ou $76\,cm$ de mercure). Le volume molaire $V_m$ vaut $22,4\,L/mol$.

Quelle est la formule permettant de trouver le nombre de moles $n$ d'un gaz à partir de son volume $V$ dans les C.N.T.P. ?

$n = \frac{V(L)}{V_m(L/mol)}$ avec $V_m = 22,4\,L/mol$.

Quelle différence y a-t-il entre $18\,u.m.a.$ d'eau $H_2O$ et $18\,g$ d'eau $H_2O$ ?

$18\,u.m.a.$ représente la masse d'une seule molécule de $H_2O$, tandis que $18\,g$ représente la masse d'une mole de molécules de $H_2O$ (soit $N_A$ molécules).