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De quoi est fait un atome?
Bien que dans la nature les atomes constituent les blocs de base, ils sont eux-mêmes constitués de pièces. Ces pièces s'appellent des particules subatomiques, parce qu'elles sont plus petites que les atomes. Les atomes sont constitués de trois particules : les protons dont la charge électrique est positive, les électrons dont la charge électrique est négative et les neutrons qui sont neutres, c'est-à-dire qu'ils ne portent pas de charge électrique.
Au centre de chaque atome se trouve un noyau qui contient des protons et des neutrons. Autour du noyau, se trouvent des électrons à une certaine distance. Le diamètre du noyau est dix mille fois plus petit que celui de l'atome complet; ainsi, l'atome est surtout composé d'espace vide. Les protons et les neutrons ont à peu près la même taille, mais ils sont 1800 fois plus grands que les électrons.
Ces particules subatomiques expliquent la différence qui existe entre les atomes des différents éléments. Si le noyau d'un atome comporte un seul proton, il s'agit de l'hydrogène. Si le noyau d'un atome comporte deux protons, il s'agit de l'hélium. Avec trois protons, nous avons du lithium, avec quatre protons, du béryllium, et ainsi de suite. Un atome dont le noyau comporte 82 protons est un atome de plomb, et au-delà de cela sont les éléments très lourds. L'atome le plus lourd que nous connaissons comporte 118 protons. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome définit l'élément dont il s'agit, ainsi que son comportement.
Comme les protons sont chargés positivement et les électrons sont chargés négativement, un atome est neutre s'il comporte le même nombre de protons et d'électrons qui s'annulent la charge. Un atome normal d'oxygène comporte, par exemple, huit protons dans son noyau et huit électrons qui l'entourent. Les atomes qui ne comportent pas le même nombre de protons et d'électrons sont appelés des ions. Un ion est simplement un atome chargé électriquement. Il est attiré par les ions de charge opposée.
Un ion n'est pas fondamentalement différent d'un atome normal électriquement neutre. La nature fondamentale d'un atome ne dépend que du nombre de protons dans son noyau. Un atome normal d'oxygène comporte 8 protons et 8 électrons. Un atome d'oxygène comportant 9 électrons est un ion négatif, et un atome d'oxygène comportant 7 électrons est un ion positif. Mais un atome comportant 9 protons et 7 électrons n'est plus un atome d'oxygène, c'est un atome de fluor. Les ions de charges opposées se combinent ensemble facilement pour former des molécules dans un processus appelé réaction chimique.
La troisième particule subatomique a été la dernière à être découverte en raison de sa neutralité électrique, de sorte qu'elle a été difficile à détecter. Il a fallut attendre 1932 pour que Chadwick propose l'existence du neutron suite à ses expériences. Le noyau d'un atome est constitué d'un nombre approximativement égal de protons et de neutrons.
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