1. Une définition de la chimie

2. La structure de la matière

3. L'élément chimique

4. La valence des atomes

5. La liaison chimique

6. Représentation des atomes et molécules

7. La réaction chimique

8. Les mécanismes réactionnels

9. La logique de la chimie

10. Expériences

La structure de la matière

Les chercheurs, physiciens, chimistes, biologistes et mathématiciens, ont validé depuis maintenant plus d'un siècle l'existence des atomes. Depuis, des expériences réalisées sur ces atomes ont permis de connaître leur constitution ultime (?) en particules éléméntaires.

Dans une approche simple, celle valable pour les chimistes, la matière est composée de trois particules. En fait, il y a plusieurs centaines de particules qui permettent d'interpréter la composition des atomes et la nature de leurs interactions, mais nous laissons de côté le domaine de la physique des particules pour nous centrer sur les trois particules : électron, proton et neutron, qui permettent de construire le légo chimique de la matière.

Dans l'animation ci-contre, différents zooms nous font passer :

1. d'un morceau de métal
2. à la sphère métallique
3. à l'atome avec les électrons autour du noyau
4. au noyau composé de protons et de neutrons
5. et aux trois particules qui composent les particules du noyau, les quarks, qui ne seront d'aucun intérêt en chimie.

Les trois particules

Le monde, la matière, les êtres vivants sont fait d'atomes. L'atome est la "brique élémentaire" grâce à laquelle la matière existe. Il faut néanmoins se méfier du terme élémentaire, mais en chimie, la connaissance de l'atome et des trois particules qui le composent suffit à expliquer tous les phénomènes. Ces trois particules sont :

• l'électron (blanc) : particule portant une charge négative, tournant autour du noyau.
• le proton (rouge) : particule portant une charge positive, située dans le noyau, pesant environ 1850 fois la masse de l'électron.
• le neutron (bleu) : particule sans charge, située dans le noyau, pesant la même masse que le proton.

Ces trois particules ont des caractéristiques physiques bien connues (masse, charge, rayon), excepté le rayon de l'électron.

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Constitution des atomes : électrons et nucléons

Dans l'atome, les deux parties importantes sont :

• le noyau où se trouvent protons et neutrons
• le nuage électronique où sont dispersés les électrons de l'atome

Mais connaître complètement la constitution d'un atome c'est connaître son nombre d'électrons, de protons, et de neutrons. C'est pourquoi on utilise le symbolisme de l'élément chimique.

Dans ce mode de représentation, un atome est défini par :

 

	le nombre de proton : Z ;
	le nombre de neutrons : A - Z (puisque A est le nombre de nucléons, c'est-à-dire protons et neutrons) ;
	le nombre d'électrons qui est égal à :

• Z pour un atome neutre,
• Z + n dans le cas d'un anion à n charges négatives,
• Z - n dans le cas d'un cation à n charges positives.