# Constitution de la matière/De l'atome aux édifices chimiques
## Les isotopes

Les isotopes sont des atomes qui ont le même numéro atomique Z, mais un nombre de masse A différent. Ils ont le même nombre de protons et d'électrons mais un nombre de neutrons différent.
Un atome peut avoir plusieurs isotopes.
Le carbone $_{6}^{A}\mathrm {C}$ (« l'élément carbone ») a plusieurs isotopes dont le plus connu est le $_{6}^{14}\mathrm {C}$ appelé « carbone 14 », le plus commun sur terre est le $_{6}^{12}\mathrm {C}$ appelé « carbone 12».
La proportion d'isotopes de chaque atome est connue. On peut voir la proportion de quelques isotopes dans les tableaux ci-dessous.
| Isotopes du carbone C | Pourcentage |
| $_{6}^{12}\mathrm {C}$ | 98,90 % |
| $_{6}^{13}\mathrm {C}$ | 1,10 % |
| $_{6}^{14}\mathrm {C}$ | traces |
| Isotopes de l'oxygène O | Pourcentage |
| $_{8}^{16}\mathrm {O}$ | 99,762 % |
| $_{8}^{17}\mathrm {O}$ | 0,038 % |
| $_{8}^{18}\mathrm {O}$ | 0,200 % |
| Isotopes du cuivre Cu | Pourcentage |
| $_{29}^{63}\mathrm {C} u$ | 69,17 % |
| $_{29}^{65}\mathrm {C} u$ | 30,83 % |
source : www.periodni.com

## Ions monoatomiques
### Définition

Un ion monoatomique est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.
L'atome et l'ion appartenant au même élément chimique (par exemple l'élément oxygène) ont le même noyau ; seul le nombre d'électrons est modifié. Leurs numéros atomiques Z sont identiques, donc leurs nombres de protons aussi. Leurs charges sont différentes (l'atome est neutre, l'ion est chargé positivement ou négativement).

### Charge électrique d'un ion

Le nombre de protons et d'électrons n'étant pas les mêmes, un ion n’est pas électriquement neutre.
Les ions portent une charge électrique que l’on indique en haut à droite du symbole, cela indique le nombre d'électrons gagnés ou perdus (sachant qu'un électron est négatif).
Un ion positif est un cation, il a perdu des électrons. Un ion négatif est un anion, il a gagné des électrons.
Quelques ions à connaître :
| Anions | Anions | Cations | Cations |
| Oxyde | $\mathrm {O} ^{2-}$ | Sodium | $\mathrm {N} a^{+}$ |
| Fluorure | $\mathrm {F} ^{-}$ | Aluminium III | $\mathrm {A} l^{3+}$ |
| Sulfure | $\mathrm {S} ^{2-}$ | Fer II | $\mathrm {F} e^{2+}$ |
| Chlorure | $\mathrm {C} l^{-}$ | Fer III | $\mathrm {F} e^{3+}$ |
| Bromure | $\mathrm {B} r^{-}$ | Cuivre II | $\mathrm {C} u^{2+}$ |
| | | Zinc II | $\mathrm {Z} n^{2+}$ |
| | | Argent | $\mathrm {A} g^{+}$ |

### Calcul de la charge

La charge électrique d'un ion est égale à la somme des charges des particules qui le composent (protons et électrons)
Calcul de la charge d'un atome :
Soit un atome $_{Z}X$, sa charge est égale à :
Q$_{atome}$ = Q$_{protons}$ + Q$_{électrons}$
or Q$_{protons}$ = Z × e et Q$_{électrons}$ = Z × (-e)
d'où Q$_{atome}$ = Z × e + Z × -e = Z × (e - e) = 0 (l'atome est électriquement neutre)
Calcul de la charge pour des ions :
| Soit un ion $_{Z}X^{+}$, l'atome a perdu un électron Q$_{ion}$ = Q$_{protons}$ + Q$_{électrons}$ or Q$_{protons}$ = Z × e et Q$_{électrons}$ = (Z - 1) × (-e) d'où Q$_{ion}$ = Z × e + (Z - 1) × (-e) = +e | Soit un ion $_{Z}X^{2-}$, l'atome a gagné deux électrons Q$_{ion}$ = Q$_{protons}$ + Q$_{électrons}$ or Q$_{protons}$ = Z × e et Q$_{électrons}$ = (Z + 2) × (-e) d'où Q$_{ion}$ = Z × e + (Z + 2) × (-e) = -2e |

## Composés ioniques

Les composés ioniques sont des corps solides constitués d'ions positifs (cations) et d'ions négatifs (anions).
Les composés ioniques sont électriquement neutres car la charge globale portée par les anions compense la charge globale portée par les cations.
Le chlorure de fer III : contient les ions chlorure $\mathrm {C} l^{-}$ et les ions fer III $\mathrm {F} e^{3+}$ ​
Pour que le composé soit électriquement neutre, il faut 3 ions chlorures pour 1 ion fer III (3 × (-1) + 3 = 0). La formule du chlorure de fer III est donc $\mathrm {F} eCl_{3}$

## L'élément chimique
### Définition

On donne le nom d'élément chimique à l’ensemble des entités chimiques (atomes, ions, isotopes, etc.) ayant le même numéro atomique Z.
Élément cuivre (Z=29) :
$_{29}^{63}\mathrm {C} u$ et $_{29}^{65}\mathrm {C} u$ : isotopes/atomes
$_{29}^{63}\mathrm {C} u^{2+}$ et $_{29}^{65}\mathrm {C} u^{2+}$ : ions cuivre II
$_{29}^{63}\mathrm {C} u^{+}$ et $_{29}^{65}\mathrm {C} u^{+}$ : ions cuivre I
L'élément cuivre correspond à ces six entités.

### Corps simples et corps composés

* Un corps simple est un corps qui contient qu'un seul élément chimique.
* Un corps composé est un corps qui contient plusieurs éléments chimiques.
Exemples :
| Corps simples | Corps simples | Corps composés | Corps composés |
| Dioxygène | $\mathrm {O} _{2}$ | Acide chlorhydrique | $\mathrm {H} Cl$ |
| Cuivre | $\mathrm {C} u$ | Oxyde de cuivre (solide) | $\mathrm {C} uO_{(s)}$ |
| ions Fer II | $\mathrm {F} e^{2+}$ | Dioxyde de carbone | $\mathrm {C} O_{2}$ |

### Loi de conservation des éléments chimiques

Une transformation chimique conserve les éléments chimiques.
Aucun élément chimique (nouveau) n'apparaît ou disparaît entre le début et la fin de la transformation.
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