Qu'est-ce que le numéro atomique, et comment a-t-il réussi à changer le monde ?

Apprendre la physique-chimie constitue l’un des plus grands défis de nombreuses personnes, et ce serait encore plus difficile si certains outils n’avaient pas été inventés par les scientifiques. Parmi ces outils, il y a le numéro atomique. Beaucoup plus important qu’on le pense, il s’agit de quelque chose qui a aidé à changer le monde.

Le numéro atomique et le tableau périodique des éléments

Qu’est-ce qui différencie exactement un élément d’un autre ? Pourquoi le carbone, l’hydrogène et l’oxygène sont-ils considérés comme des substances différentes ? Qu’est-ce qui explique spécifiquement la différence entre ces éléments ? La réponse est simple : c’est le numéro atomique. Le numéro atomique (symbole Z) d’un élément chimique est le numéro de charge d’un noyau atomique. Plus précisément, il représente le nombre de protons dans chaque atome d’un élément chimique.

Rappelons que les atomes sont ce qui compose absolument tout dans notre monde. Un atome est lui-même composé de particules subatomiques : des protons, des électrons et des neutrons. Les atomes de chaque élément contiennent un nombre caractéristique de protons, et c’est ce qui définit l’élément distinctif dont il s’agit. Par exemple, tous les atomes avec huit protons sont des atomes d’oxygène, ceux avec six protons sont des atomes de carbone, et ceux avec un seul proton sont des atomes d’hydrogène.

Autrement dit, le numéro atomique d’un élément définit son identité, mais aussi ses différentes propriétés. Actuellement, l’être humain connaît 118 éléments chimiques, dont 94 ont été identifiés sur Terre dans le milieu naturel. Pour faciliter la reconnaissance de ces éléments, le chimiste russe Dmitri Mendeleïev a créé en 1869 le tout premier tableau périodique des éléments. Il s’agit d’un classement en lignes et en colonnes des éléments chimiques en fonction de leur numéro atomique.

Une base essentielle pour la compréhension d’à peu près tout

Le tableau périodique est largement utilisé dans le domaine des sciences et est généralement considéré comme une icône de la chimie. On peut retrouver tous les éléments connus dans un tableau périodique, et chaque élément est représenté dans un bloc carré avec son symbole (constitué de lettres) et avec deux nombres : celui du haut représente son numéro atomique et celui du bas est sa masse atomique (le total de la masse des protons et des neutrons d’un atome). En ce qui concerne la disposition des éléments dans le tableau, ils sont classés horizontalement par ordre de grandeur de leur numéro atomique.

Et ils sont regroupés verticalement en blocs en fonction de leurs propriétés physico-chimiques, les éléments se trouvant dans un même groupe présentant alors des propriétés similaires. Notons que si le tableau de Mendeleïev est le plus couramment utilisé, d’autres scientifiques ont proposé d’autres formes du tableau périodique, mais ils ne sont généralement utilisés que dans la recherche scientifique. Quant à savoir pourquoi connaître le numéro atomique et les éléments du tableau périodique est si important, la réponse est simple : ce sont des informations de base nécessaires pour comprendre le fonctionnement de notre monde et pour le faire évoluer.

Par Gabrielle Andriamanjatoson, le 5 décembre 2022