Elements and atoms | Atoms, compounds, and ions | Chemistry | Khan Academy

How elements relate to atoms. The basics of how protons, electrons and neutrons make up an atom.

Watch the next lesson: https://www.khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/introduction-to-the-atom/v/atomic-number-mass-number-and-isotopes?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=chemistry

Chemistry on Khan Academy: Did you know that everything is made out of chemicals? Chemistry is the study of matter: its composition, properties, and reactivity. This material roughly covers a first-year high school or college course, and a good understanding of algebra is helpful.

About Khan Academy: Khan Academy is a nonprofit with a mission to provide a free, world-class education for anyone, anywhere. We believe learners of all ages should have unlimited access to free educational content they can master at their own pace. We use intelligent software, deep data analytics and intuitive user interfaces to help students and teachers around the world. Our resources cover preschool through early college education, including math, biology, chemistry, physics, economics, finance, history, grammar and more. We offer free personalized SAT test prep in partnership with the test developer, the College Board. Khan Academy has been translated into dozens of languages, and 100 million people use our platform worldwide every year. For more information, visit www.khanacademy.org, join us on Facebook or follow us on Twitter at @khanacademy. And remember, you can learn anything.

For free. For everyone. Forever. #YouCanLearnAnything

Subscribe to Khan Academy’s Chemistry channel: https://www.youtube.com/channel/UCyEot66LrwWFEMONvrIBh3A?sub_confirmation=1
Subscribe to Khan Academy: https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=khanacademy

Et non seulement elles ont différentes propriétés,

Nous les humains savons depuis des millénaires,

affinité pour les électrons que les autres.

certains types de particules d'air, et suivant le type de particules d'air que vous regardez,

dans certaines circonstances. Et voilà des photos

de certaines de ces substances. Celle-ci est du carbone dans sa forme graphite,

des photos ici -- et je les ai eues de ce site juste ici --

elles sont toutes sous leur forme solide, mais on sait aussi

et six protons.

juste en regardant notre environnement,

l'une pourrait réfléchir la lumière d'une certains manière ou ne pas la réfléchir,

ont tendance à avoir différentes propriétés.

ou être d'une certaine couleur, ou être liquide à une certaine température,

ou être un gaz ou un solide. Mais on commence aussi à observer comment elles réagissent entre elles

qu'il semble y avoir certains types de particules, vous savez,

total de protons et de neutrons dans son noyau.

un peu de nuance à ce mot dans une seconde --

qu'il y a différentes substances, et ces différentes substances

celle-ci c'est du plomb, celle-ci de l'or.

Et toutes celles que j'ai dessinées -- ou dont j'ai montré

que ce soit du carbone, ou de l'oxygène, ou de l'azote, ils semblent

avoir différents types de propriétés. Ou il y a d'autres choses

qui peuvent être liquides ou même si vous augmentez la température assez haut

sur ces choses, si vous montez la température assez haut sur de l'or ou du plomb,

vous pourriez obtenir un liquide. Ou si vous brûlez ce carbone,

vous pouvez le mettre dans un état gazeux, vous pouvez le lacher dans l'atmosphère,

vous pouvez casser sa structure.

Donc ce sont des choses que nous avons tous -- que l'humanité

a observé depuis des millénaires.

Mais ça mène à une question naturelle, qui était au départ une question

philosophique, mais maintenant on peut y répondre un peu mieux,

et cette question est : si vous cassiez ce carbone

en bouts de plus en plus petits, est-ce qu'il y a un bout le plus petit,

la plus petite unité de cette chose, de cette substance,

qui ait encore les propriété du carbone ?

Et si vous cassiez ça encore un peu plus

vous perdriez les propriétés du carbone ?

Et la réponse est : c'est le cas.

Et donc juste pour avoir notre terminologie, on appelle ces differentes substances,

ces substances pures qui ont ces propriétés spécifiques à certaines températures,

et réagissent de certaines façon, on les appelle éléments.

On les appelle éléments.

Le carbone est un élément, le plomb est un élément, l'or est un élément.

Vous pourriez dire que l'eau est un élément, et dans l'histoire,

les gens ont considéré l'eau comme un élément, mais maintenant on sait

que l'eau est faite d'éléments plus basiques,

elle est faite d'oxygène et d'hydrogène,

et tous nos éléments sont listés ici dans la table périodique des éléments.

C signifie carbone -- je vais juste sur ceux qui sont

très important pour l'humanité -- mais petit à petit vous allez probablement

vous familiariser avec tous ceux-là.

Ça c'est l'oxygène, ça c'est l'azote, ça c'est le silicone.

Ça -- "Au" c'est l'or. Ça c'est le plomb.

Et la plus basique unité de tous ces éléments est l'atome.

Donc si vous creusiez et que vous preniez

des bouts de plus en plus petits, vous finiriez par obtenir

un atome de carbone.

Faites la même chose ici, vous finiriez par avoir un atome d'or.

Faites la même chose ici, vous obtiendriez

un peu de cette petite particule -- faute de meilleur terme --

que vous appelleriez un atome de plomb.

Et vous ne pourriez plus casser ça

et continuer à l'appeler plomb. Ça n'aurait plus les propriétés du plomb.

Et juste pour vous donner une idée -- c'est vraiment quelque chose que j'ai du mal

à imaginer -- c'est que les atomes sont incroyablement petits.

Vraiment, inimaginablement petits. Par exemple, le carbone.

Mes cheveux sont fait de carbone. En fait, la plupart de moi-même

est faite de carbone.

En fait la plupart de tous les êtres vivants est faite de carbone.

Et donc si vous preniez mes cheveux, donc mes cheveux sont du carbone.

Mes cheveux sont principalement du carbone.

Donc si vous preniez mes cheveux ici -- mes cheveux ne sont pas jaunes

mais ça contraste bien avec le noir

Mes cheveux sont noirs, mais si j'avais fait ça vous ne pourriez pas

les voir à l'écran.

Mais si vous preniez mon cheveu là et si je vous demandais

combien d'atomes de carbone de large est mon cheveu ?

Donc si vous preniez une coupe de mon cheveu, pas la longueur,

mais la largeur de mon cheveu, et vous disiez : combien d'atomes de carbone de large est-ce que ça fait ?

Et vous pourriez dire : oh, Sal m'a déjà dit, c'est tout petit,

donc peut-être qu'il y a mille atomes de carbone ici,

ou dix-mille, ou cent-mille,

et je vous dirais : non ! Il y a un million d'atomes de carbone.

Ou, vous pourriez attacher un million d'atomes de carbone à travers la largeur

d'un cheveu humain moyen.

Et bien sûr c'est une approximation, c'est pas exactement

un million, mais ça donne une idée sur la petitesse

d'un atome. Vous savez, arrachez-vous un cheveu

et imaginez qu'on mette un million de choses les unes à coté des autres

à travers le cheveu, pas dans la longueur, mais dans la largeur

du cheveu. C'est même difficile de voir la largeur d'un cheveu.

Et il y aurait un million d'atomes de carbone

qui seraient en travers.

Bon, ça serait déjà assez cool en soi --

on sait qu'il y a ce composant de base

du carbone, ce composant de base de n'importe quel élément.

Mais ce qui est encore mieux c'est que ces composants de base

sont apparentés entre eux. Un atome de carbone est fait de

particules encore plus fondamentales.

Un atome d'or est fait de particules encore plus fondamentales.

Et ils sont en fait définis par l'arrangement de ces

particules fondamentales, et si vous changiez le nombre

de particules fondamentales que vous avez, vous pourriez changer

les propriétés de cet élément, comment il réagirait,

ou vous pourriez changer l'élément lui-même.

Et juste pour comprendre ça un peu mieux,

parlons de ces éléments fondamentaux.

Donc vous avez le proton.

Et le proton est en fait -- le nombre de protons

dans le noyau de l'atome -- et je vais parler

du noyau dans une seconde -- c'est ce qui définit l'élément.

Donc c'est ça qui définit l'élément.

Quand vous regardez la table périodique des éléments ici, il sont en fait

écrits par ordre de numéro atomique, et le numéro atomique est

littéralement le nombre de protons dans l'élément.

Donc par définition, l'hydrogène a un proton.

L'hélium a deux protons. Le carbone a six protons.

On ne peut pas avoir de carbone avec sept protons,

si c'était le cas, ça serait de l'azote, ça ne serait plus du carbone.

L'oxygène a huit protons. Si vous ajoutiez un autre

proton ici, ça ne serait plus de l'oxygène,

ça serait du fluor. Donc ça définit l'élément.

Ça définit l'élément.

Et le numéro atomique, le nombre de protons,

le nombre de protons -- et rappelez-vous, c'est le nombre

qui est écrit ici en haut pour chacun de ces

éléments dans la table périodique -- le nombre de protons

est égal au numéro atomique.

Est égal au numéro atomique.

Et ils mettent ce numéro ici car c'est

la caractéristique qui définit l'élément.

Les deux autres composants d'un atome --

je pense qu'on peut dire ça comme ça -- sont l'électron

et le neutron.

Et le modèle que vous pouvez commencer à construire dans votre tête --

et ce modèle, comme on le verra en avançant dans la chimie,

il va devenir un peu plus abstrait et très dur

à conceptualiser -- mais une façon de le voir est

que vous avez les protons et les neutrons qui sont

le centre de l'atome.

Ils sont le noyau de l'atome.

Donc par exemple, le carbone, on le sait, a six protons.

Donc un, deux, trois, quatre, cinq, six.

Le carbon 12, qui est une version du carbone, va aussi avoir

six neutrons.

Vous pouvez avoir des versions du carbone qui ont un différent

nombre de neutrons.

Donc les neutrons peuvent changer, les électrons peuvent changer,

vous pouvez toujours avoir le même élément.

Les protons ne peuvent pas changer.

Vous changez les protons, vous avez un élément différent.

Donc laissez-moi dessiner un noyau de carbone 12.

Donc un, deux, trois, quatre, cinq, six.

Donc ça ici c'est le noyau du carbone 12.

Et parfois il va être écrit comme ça.

Et parfois ils vont même écrire le nombre

de protons.

Et la raison pour laquelle on l'écrit carbon 12 --

vous savez j'ai compté six neutrons --

c'est que c'est le total -- vous pourriez le voir comme le nombre

total de -- une façon de le voir, et on mettra

un peu plus de nuance par la suite -- c'est que c'est le nombre

Et ce carbone par définition a un numéro atomique de six,

mais on peut le réécrire ici juste pour qu'on s'en rappelle.

Donc au centre de l'atome de carbone on a ce noyau.

Et le carbone 12 va avoir six protons et six neutrons.

Une autre version du carbone, le carbone 14, va toujours avoir

six protons, mais il va avoir huit neutrons.

Donc le nombre de neutrons peut changer,

mais c'est du carbone 12 ici.

Et si le carbone 12 est neutre -- et je vais encore mettre

s'il est neutre il va aussi avoir six électrons.

Donc laissez-moi dessiner six électrons.

Un, deux, trois, quatre, cinq, six.

Et c'est peut-être la façon première de se représenter

les relations entre les électrons

et le noyau -- c'est que vous pouvez imaginer que les électrons

sont en train de bouger autour, ou vibrer autour de ce noyau.

Un modèle est que vous pourriez les imaginer comme orbitant

autour du noyau, mais ce n'est pas très juste.

Ils n'orbitent pas de la façon dont une planète, par exemple,

orbite autour du soleil.

Mais c'est un bon point de départ.

Une autre façon est qu'ils sont en train de sauter autour du noyau

ou qu'ils vibrent autour du noyau.

Et c'est parce la réalité devient très bizarre

à ce niveau, et on devra en fait en venir à la physique

quantique pour vraiment comprendre ce que fait l'électron.

Mais un premier modèle mental est qu'au centre

de cet atome, de cet atome de carbone 12,

vous avez ce noyau.

Vous avez ce noyau juste ici.

Et ces électrons sautent autour de ce noyau.

Et la raison pour laquelle ces électrons ne s'écartent pas

de ce noyau, pourquoi ils sont comme attachés à ce noyau,

et qu'ils forment une partie de cet atome, c'est que les protons

ont une charge positive.

Ont une charge positive, et les électrons ont une charge négative.

Et c'est une propriété de ces particules

fondamentales, quand vous commencez à penser à ce qu'est une charge

fondamentalement, hormis être un terme, ça devient

assez profond.

Mais ce que nous savons,

quand on parle de la force électro-magnétique,

c'est que les charges opposées s'attirent.

Donc le meilleur moyen d'y penser c'est : protons et électrons,

parce qu'ils ont des charges différentes,

ils s'attirent.

Les neutrons sont neutres, donc ils restent juste plantés là

dans le noyau, et ils modifient en fait les propriétés

à certains niveaux, pour certains atomes de certains éléments.

Mais la raison pour laquelle les électrons ne s'envolent pas

tout seuls est qu'il sont attirés.

Ils sont attirés vers le noyau.

Et ils ont aussi une vélocité incroyablement haute --

c'est même difficile -- on touche encore une fois

à une partie très bizarre de la physique dès que l'on parle de

ce que fait vraiment un électron -- mais ça a assez --

je pense qu'on peut dire que ça saute autour assez

pour ne pas tomber dans le noyau,

je pense que c'est une façon d'y penser.

Et donc, j'ai parlé du carbone 12 juste ici défini

par le nombre de protons.

L'oxygène serait défini comme ayant huit protons.

Mais encore une fois, les électrons peuvent interagir avec d'autres électrons.

Ils peuvent être emportés par d'autres atomes.

Et ça représente en fait beaucoup de notre compréhension de la chimie.

C'est basé sur combien d'électrons a un atome,

ou a un certain élément.

Et comment ces électrons sont configurés,

et comment les électrons des autres éléments sont configurés,

ou peut-être d'autres atomes du même élément.

On peut commencer à prévoir comment un atome d'un élément

peut réagir avec un autre atome du même élément,

ou un atome d'un élément -- comment il pourrait réagir,

ou comment il pourrait s'attacher, ou être attiré,

ou repousser un autre atome d'un autre élément.

Donc par exemple, et on va apprendre beaucoup plus à ce sujet

dans le futur, c'est que c'est possible pour un autre atome quelque part

d'éjecter un électron d'un carbone,

juste parce que pour quelque raison -- et on parlera

de certains atomes neutres de certains éléments qui ont une plus grande

Donc un, peut-être parmi ceux-là, éjecte un électron

d'un carbone, et ce carbone va avoir moins

d'électrons que de protons, donc on va avoir cinq électrons

Et donc on va avoir une charge nette positive.

Donc dans ce carbone 12, la première version que j'ai fait,

J'avais six protons, six électrons, les charges s'annulaient.

Si je perds un électron, alors je n'ai que 5 de ceux-là,

et donc j'aurais une charge nette positive.

Et on parlera beaucoup plus de tout ça

tout le long de la playlist de chimie,

mais j'espère que vous avez l'impression que

ça commence déjà à devenir vraiment cool.

On arrive déjà à ce composant fondamental

appelé l'atome.

Et ce qui est encore mieux est que ce composant

fondamental est construit avec des composants encore plus

fondamentaux.

Et ces choses peuvent être interverties

pour changer les propriétés d'un atome, ou même aller

d'un atome d'un élément à un atome d'un autre élément.