1 Atomes

Chaque atome est composé :

– d’un noyau, contenant des nucléons : protons et neutrons. Les neutrons ont une charge électrique nulle (ils sont neutres), tandis que les protons ont une charge électrique positive. Protons et neutrons ont quasiment la même masse.

– d’électrons, particules de masse très faible mais chargées électriquement (charge négative). La charge électrique portée par l’électron, l’opposée de celle du proton, est la plus petite que l’on puisse obtenir : c’est la « charge élémentaire ».

Dans un atome, il y a autant d’électrons que de protons, tout atome est électriquement neutre.

Numéro atomique et nombre de masse

• Chaque élément chimique est représenté symboliquement avec 2 numéros :

– le nombre de protons : c’est le numéro atomique. Les propriétés chimiques des atomes dépendent essentiellement du nombre de protons qui composent leur noyau. Aussi, les atomes sont-ils classés suivant ce nombre.

– le nombre de nucléons (protons + neutrons). C’est le nombre de masse, qui donne la masse atomique de l’élément. En effet, toute la masse de l’atome est contenue dans le noyau.

• Le nombre de neutrons peut être obtenu par la différence nombre de nucléons – nombre de protons.

Dans le cas de l’hélium : 2 protons, donc 2 électrons puisque la charge globale est nulle.

Hélium

Par exemple, pour l’élément carbone :

Les ions : anions et cations

• Les atomes sont susceptibles de se charger électriquement en gagnant ou en perdant un ou plusieurs électrons : on parle alors d’ions. Du fait qu’un électron a une charge électrique négative, si un atome gagne un ou plusieurs électrons, il se transforme en anion, chargé négativement, et s’il en perd, il se transforme en cation, chargé positivement.

Le nombre de protons n’est pas modifié : l’élément reste le même. Par exemple, l’hydrogène peut devenir l’ion H⁺ par perte d’un électron : c’est toujours de l’hydrogène. Le chlore peut gagner un électron et devenir l’anion Cl⁻.

Structure de l’atome
Électrons	Nucléons (constituant le noyau)
	Protons	Neutrons
Si l’atome gagne ou perd des électrons, il devient un ion du même élément (anion s’il a gagné des électrons, cation s’il en a perdu).	Si l’atome gagne ou perd des protons, il devient un élément différent : le nombre de protons caractérise l’élément.	Si l’atome gagne ou perd des neutrons, il devient un isotope du même élément. Certains isotopes sont dits radioactifs parce qu’ils émettent un rayonnement particulier (voir ci-dessous).
H+ est un ion hydrogène	1H : Hydrogène	2H : « deutérium » : isotope de l’hydrogène

Isotopes et médecine nucléaire

En modifiant le nombre de neutrons d’un élément, on obtient un isotope de cet élément.

Certains isotopes sont importants en médecine car ils sont instables : ils émettent de l’énergie sous forme d’un rayonnement (alpha, bêta ou gamma) : particules éjectées (protons, neutrons ou électrons) ou ondes très énergétiques.

Les radio-isotopes sont largement utilisés, en médecine dite « nucléaire », pour le diagnostic (imagerie) et pour le traitement de certaines pathologies.

L’isotope 99 du Technitium (^99mTc) émet des rayons gamma. Il est très utilisé en imagerie médicale (scintigraphies).

Deux isotopes de l’iode sont utilisés à des fins différentes : ¹²³I en imagerie, et ¹³¹I en traitement, pour la thyroïde notamment.

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