Cours Molécules, atomes et ions

Exercice - L’atome d’aluminium

L'énoncé

On considère l’atome d’aluminium $^{27}_{13}Al.$


Question 1

Combien de protons possède l’atome d’aluminium ? Combien de neutrons ? Donner la masse de son noyau sachant que m(protons) $= 1,673 \times 10^{-27}kg$ et m(neutrons) $= 1,675 \times 10^{-27}kg.$

Il y a $13$ protons et $27-13 = 14$ neutrons dans l’atome d’aluminium. On en déduit :

m(noyau) $= 13 \times$ m(proton) $+ 14 \times$ m(neutrons) $= 4,52 \times 10^{-26}kg.$

Question 2

Donner le nombre et la masse des électrons constituant l’atome d’aluminium. On donne m(électrons) $= 9 \times 10{-31}kg.$

L’atome est neutre donc il y a autant d’électrons que de protons ainsi :

m(tous les électrons) $= 13 \times$ m(électrons) $= 1,18 \times 10^{-29}kg.$

Question 3

En déduire la masse de l’atome d’aluminium en admettant qu’elle est égale à la somme des masses de ses constituants. Combien d’atomes d’aluminium peut-on trouver dans une feuille de $3g$ ?

On en déduit :

m(atome) $= $ m(noyau) $+$ m(tous les électrons) $= 4,52118 \times 10^{-26}kg.$

 

Remarque : la masse des électrons est négligeable devant la masse du noyau.

Dans une feuille de $3g$ on trouve :

$\frac{m(feuille)}{m(atome)} =\frac{0,003kg}{4,52118 \times 10^{-26}}=6,64 \times 10^{22}$ atomes