Ce premier stage débute par le chapitre Atomistique, un domaine de la chimie concernant l'étude descriptive de la structure interne de l'atome, de ses propriétés et des échanges d'énergies en son sein. Comprenant des notions plus ou moins complexes, il est cependant nécessaire de les maitriser afin d'avoir une base de connaissance solide avant d'entamer les prochains chapitres.
Au fur et à mesure du cours, nous allons intégrer des applications via des QCM dans le but de mettre en pratique la théorie. Ces exercices sont soit directement extraits de concours de Faculté de Médecine françaises, soit inspirés de ces derniers.
La particule élémentaire qu'est l'atome est un édifice électriquement neutre constitué d'un noyau et d'électrons gravitant autour. La notion d'élément a été introduire de manière précise après la découverte de la structure de l'atome. Afin de caractériser un élément chimique, tel que le B59, nous allons rappeler en détail la signification du symbole XZA, ce qu'est une masse molaire, et les unités disponibles, par exemple l'u.m.a.
Des exercices, portant sur des notions de cours et dits de réflexion, viennent clore cette première partie du cours. En autre, il sera question de calculer la masse molaire du thallium naturel, connaissant ses isotopes et leurs caractéristiques.
Différents modèles de l'atome ont été présentés au cours du temps, approuver ou réfuter par des théories émanent de plusieurs scientifiques. Finalement il s'en dégage deux modèles : le modèle classique et le modèle quantique de l'atome.
Le premier modèle ou modèle de Bohr soutient que les électrons ont une trajectoire précise autour du noyau, comme la lune autour de la Terre. Contrairement au modèle classique, le modèle quantique, actuellement utilisé, préfère une approche probabiliste de la position de l'électron autour du noyau. Grâce à la relation de Planck - Einstein, il est à présent possible de quantifier les transitions énergétiques que subit l'atome dans son environnement. Plusieurs découvertes au XXème siècle ont ainsi abouti au concept de nuage électronique.
C'est alors à nous de comprendre cette approche probabiliste de l'électron, notamment par les résultantes de l'équation de Schrödinger : les nombres quantiques. Ils permettent de décrire les orbitales autour du noyau, à savoir le volume où il existe une forte probabilité de trouver un électron.
Au nombre de quatre, n, l, ml et ms, il faut pouvoir les différencier, savoir ce qu'ils représentent et pouvoir les déterminer selon des règles précises en fonction de l'élément chimique étudié. Les trois premières nombres quantiques, n, l et ml, décrivent la position de l'électron dans l'espace, plus communément dit l'orbitale atomique. De son côté ms, propre à l'électron, caractérise son orientation spatiale, ou orientation magnétique.
Un exemple complet sera présenté en fin de vidéo rendant accessible une grande partie des questions du concours portant sur l'atomistique.
Incluant des théories nouvelles, cette partie du cours représente habituellement pour les étudiants en première année des notions difficiles à assimiler, mais indispensables pour la suite. Tout l'enjeu sera d'aborder ces bases durant la Terminale et de les maitriser afin de pouvoir passer aux cours suivants et prendre de l'avance.