Le numéro atomique Z et la couche externe

Le numéro atomique, la carte d'identité de l'élément

Chaque élément possède un numéro atomique, noté Z, qui correspond au nombre de protons présents dans le noyau de ses atomes. C'est Z qui définit l'élément : tous les atomes ayant Z = 6 sont des atomes de carbone, quel que soit leur nombre de neutrons. Dans un atome neutre, le nombre d'électrons est égal à Z.

La couche externe : la clé des propriétés chimiques

Les électrons d'un atome se répartissent sur des couches successives autour du noyau. La couche la plus éloignée du noyau, appelée couche externe (ou couche de valence), est celle qui participe aux réactions chimiques. C'est le nombre d'électrons sur cette couche externe qui détermine la plupart des propriétés chimiques d'un élément, pas le nombre total d'électrons.

Exemple concret

Le sodium (Z = 11) a la configuration électronique (K)2 (L)8 (M)1 : un seul électron sur sa couche externe M. Le potassium (Z = 19) a lui aussi un seul électron sur sa couche externe. C'est pour cela qu'ils réagissent tous les deux violemment avec l'eau, malgré des numéros atomiques très différents.

Pourquoi le tableau est organisé ainsi

Quand on passe d'un élément à l'élément suivant dans le tableau, Z augmente de 1 (un proton et un électron de plus). Quand la couche externe est pleine, on démarre une nouvelle période avec une nouvelle couche : c'est exactement ce qui crée les colonnes de propriétés similaires.

Erreur classique

Ne confonds pas le numéro atomique Z (nombre de protons) avec la masse de l'atome (qui dépend aussi des neutrons). Deux atomes du même élément peuvent avoir des masses différentes (les isotopes) mais ils ont toujours le même Z.