juin 2015 - NatureLovers

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30 juin 2015

Que signifie règle de l'octet et règle du duet ?

6/30/2015 0

◆ Quelques rappels sur la structure de l'atome et la répartition des électrons autour du noyau :
◆ Définition de la règle du duet :
◆ Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle du duet ?
◆ Comment les atomes concernés par la règle du duet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ?
◆ Evolution de l'atome d'hydrogène :
◆ Evolution de l'atome du lithium :
◆ Evolution de l'atome du béryllium :
◆ Définition de la règle de l'octet :
◆ Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle de l'octet ?
◆ Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc S ?
◆ Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc P ?
◆ Comment les atomes concernés par la règle de l'octet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ?
◆ Evolution de l'atome de sodium :
◆ Evolution de l'atome du calcium :
◆ Evolution de l'atome du fluor :
◆ Evolution de l'atome du chlore :
règle octet atomes stables possèdent huit électrons sur couche de valence règle duet atomes stables possèdent deux électrons sur couche périphérique
Pour bien comprendre la notion de la règle du duet et la règle de l'octet, il faut tout d'abord avoir quelques informations sur la structure de l'atome. Alors, de quoi un atome est-il composé ?

Quelques rappels sur la structure de l'atome et la répartition des électrons autour du noyau :

Un atome est composé de deux parties distinctes : Une partie centrale et une partie périphérique. 
La partie centrale de l'atome est appelée noyau. Le noyau atomique contient des nucléons qui sont des particules de nature différente. Ce sont les protons et les neutrons. 
La partie périphérique de l'atome est appelée nuage électronique, le nuage électronique est formé des électrons, ces derniers sont des particules qui gravitent autour du noyau atomique.
Ce qui nous intéresse ici, c'est la partie périphérique de l'atome nommée nuage électronique qui est formé par un ensemble d'électrons gravitant autour du noyau atomique. Le nombre d'électrons d'un élément chimique est appelé numéro atomique et noté Z. Les électrons d'un atome se répartissent autour du noyau atomique sur différentes couches électroniques. Le nombre d'électrons pouvant se trouver sur chaque couche électronique est calculé selon la formule suivante : 2n² avec n le numéro de la couche concernée. La première couche électronique qui est la couche la plus proche du noyau est appelée la couche K, elle contient au maximum 2 électrons. La deuxième couche électronique est appelé couche L, elle contient au maximum 8 électrons. La troisième couche électronique est appelée couche M, elle contient au maximum 18 électrons. La quatrième couche électronique est appelée couche N, elle contient au maximum 32 électrons.    

 Définition de la règle du duet :

La règle du duet indique que quelques atomes auront tendance à s'associer en molécules ou se transformer en ions de telle façon que leur couche de valence (couche périphérique) possède 2 électrons afin d'avoir un état stable. C'est la première couche électronique K qui est concernée par la règle du duet. 

Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle du duet ?

Les éléments chimiques qui obéissent à la règle du duet sont les premiers éléments du tableau périodique. Ces éléments sont tous les éléments qui ont le numéro atomique Z inférieur ou égal à 4. Dans le tableau périodique les éléments qui ont le numéro atomique Z inférieur ou égal à 4 sont l'hydrogène, l'hélium, le lithium et le béryllium.
Pour atteindre un état stable l'hydrogène, le lithium et le béryllium cherchent à obtenir la configuration électronique du gaz noble le plus proche et qui est l'hélium. Tous les éléments chimiques concernés par la règle du duet cherchent à avoir la configuration électronique (K)² de l'hélium.

Comment les atomes concernés par la règle du duet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ? 

 Evolution de l'atome d'hydrogène :

Le numéro atomique Z de l'hydrogène est Z=1. Sa configuration électronique est (K)¹. L'hydrogène possède donc 1 seul électron sur son unique couche électronique qui est la couche K. Le gaz noble le plus proche de l'hydrogène est l'hélium He. La configuration électronique de l'hélium est (K)². Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique stable (K)² de l'hélium, l'hydrogène gagne 1 électron, son unique couche électronique K a donc 2 électrons, elle est donc plus saturée. L'hydrogène a obtenu donc la structure électronique (K)² qui est la même structure électronique de l'hélium, le gaz noble stable le plus proche de l'hydrogène. En gagnant 1 électron, l'hydrogène se transforme en ion hydrure H⁻ de structure électronique stable (K)²

 Evolution de l'atome du lithium :

Le numéro atomique Z du lithium est Z=3. Sa configuration électronique est (k)²(L)¹. Le lithium possède donc 1 seul électron sur sa couche électronique externe qui est la couche L. Le gaz noble le plus proche du lithium est l'hélium He. La configuration électronique de l'hélium He est (K)². Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique stable (K)² de l'hélium, le lithium perd son seul électron externe se trouvant sur la couche L et garde seulement 2 électrons sur la couche K. Le lithium obtient donc la structure électronique (K)² qui est la même structure électronique de l'hélium, le gaz noble stable le plus proche du lithium. En perdant son seul électron externe, le lithium se transforme en ion Li⁺ de structure électronique stable (K)².  

 Evolution de l'atome du béryllium :

Le numéro atomique Z du béryllium est Z=4. Sa configuration électronique est (K)²(L)². Le béryllium possède donc 2 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche L. Le gaz noble le plus proche du béryllium est l'hélium He. La configuration électronique de l'hélium He est (K)². Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)² de l'hélium, le béryllium perd ses 2 électrons externes qui sont situés sur la couche L et garde seulement 2 électrons sur la couche K. Le béryllium obtient donc la structure électronique (K)² qui est la même structure électronique de l'hélium, le gaz noble stable le plus proche du béryllium. En perdant ses 2 électrons externes, le béryllium se transforme en ion Be²⁺ de structure électronique stable (K)².    

Définition de la règle de l'octet :

La règle de l'octet indique que les atomes auront tendance à s'associer en molécules ou se transformer en ions de telle façon que leur couche de valence (couche périphérique) possède 8 électrons afin d'avoir un état stable. La règle de l'octet n'est applicable qu'aux éléments du groupe principal c'est-à-dire aux éléments chimiques du blocs S et P du tableau périodique de façon à avoir 8 électrons dans leur couche de valence.

Quels sont les éléments chimiques qui sont concernés par la règle de l'octet ?

La règle de l'octet est applicable aux éléments chimiques du groupe principal, c'est à dire, les éléments du bloc S et du bloc P du tableau périodique. Alors, quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc S et le bloc P du tableau périodique ?

 Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc S ?

Les éléments chimiques constituant le bloc S sont les éléments chimiques du groupe 1 et du groupe 2 du tableau périodique. Les éléments chimiques du groupe 1 sont les métaux alcalins tels que le sodium, le potassium etc... Ils sont caractérisés par l'existence d'un seul électron sur leur couche de valence. Les éléments chimiques du groupe 2 sont les alcalino-terreux tels que le magnésium, le calcium etc.. Ils sont caractérisés par la présence de 2 électrons sur leur couche de valence.

 Quels sont les éléments chimiques qui constituent le bloc P ?

Les éléments chimiques constituant le bloc P sont les éléments chimiques du groupe 13 au groupe 18 du tableau périodique. Les éléments chimiques du bloc P font partie des familles suivantes : les métaux pauvres tel que l'aluminium, les métalloïdes tels que le bore, le silicium etc, les non-métaux tels que le carbone, l'azote, l'oxygène, le phosphore, le soufre et les halogènes tels que le fluor, le chlore, le brome etc.   

Comment les atomes concernés par la règle de l'octet évoluent-ils pour atteindre une structure électronique stable ? 

 Evolution de l'atome de sodium :

Le numéro atomique Z du sodium est Z=11. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁸(M)¹. L'atome du sodium possède 1 électron sur sa couche électronique externe qui est la couche M. Le gaz noble le plus proche du sodium est le néon Ne. La configuration électronique du néon est (K)²(L)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸ du néon, l'atome du sodium doit perdre 1 électron, c'est le seul électron externe qui se trouve sur la couche L. Le sodium obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸ qui est la même structure électronique du néon, le gaz noble stable le plus proche du sodium. En perdant 1 électron, le sodium se transforme en ion Na⁺ de structure électronique (K)²(L)⁸.

 Evolution de l'atome du calcium :

Le numéro atomique Z du calcium est Z=20. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁸(M)⁸(N)². Le calcium possède 2 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche N. Le gaz noble le plus proche du calcium est l'argon Ar. La configuration électronique de l'argon est (K)²(L)⁸(M)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ de l'argon, le calcium doit perdre ses électrons externes qui sont situés sur la couche N. Le calcium obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ qui est la même structure électronique de l'argon, le gaz noble stable le plus proche du calcium. En perdant 2 électrons, le calcium se transforme en ion Ca²⁺ de structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸.        

◆ Evolution de l'atome du fluor :    

Le numéro atomique Z du fluor est Z=9. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁷. Le fluor possède 7 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche L. Le gaz noble le plus proche du fluor est le néon Ne. La configuration électronique du néon est (K)²(L)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸ du néon, le fluor doit gagner 1 électron qui va se placer sur sa couche externe L. Le fluor obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸ qui est la même structure électronique du néon, le gaz noble stable le plus proche du fluor. En gagnant 1 électron, le fluor se transforme en ion F⁻ de structure électronique (K)²(L)⁸.        

 Evolution de l'atome du chlore :

Le numéro atomique Z du chlore est Z=17. Sa configuration électronique est (K)²(L)⁸(M)⁷. Le chlore possède 7 électrons sur sa couche électronique externe qui est la couche M. Le gaz noble le plus proche du chlore est l'argon Ar. La configuration électronique de l'argon est (K)²(L)⁸(M)⁸. Pour atteindre une structure électronique stable en obtenant la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ de l'argon, le chlore doit gagner 1 électron qui va se placer sur sa couche externe M. Le chlore obtient donc la structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸ qui est la même structure électronique de l'argon, le gaz noble stable le plus proche du chlore. En gagnant 1 électron, le chlore se transforme en ion Cl⁻ de structure électronique (K)²(L)⁸(M)⁸

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7. Que signifie règle de l'octet et règle du duet ?
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Notion d'élément chimique et symboles de représentation.

6/30/2015 2

🔹 Qu'est-ce qu'un élément chimique ? 
◉ Définition d'élément chimique : 
🔹 Comment représente-t-on un élément chimique ? Et quels sont les symboles adoptés selon les différents cas des éléments chimiques ? 
◉ Exemples de symboles avec lesquels on représente quelques éléments chimiques...
Un élément chimique est constitué par tous les entités soit des atomes ou des ions qui possèdent le même nombre de protons dans leur noyau ce sont des entités qui ont le même numéro atomique Z

🔹 Qu'est-ce qu'un élément chimique ?

Avant de répondre à cette question et de définir le terme élément chimique, il faut tout d'abord se munir de quelques informations essentielles qui vont nous permettre de mieux comprendre cette notion d'élément chimique. Il faut obligatoirement avoir une idée sur l'organisation de l'atome et la nature de ses constituants. Alors, abordons brièvement le sujet de l'atome et ses particules subatomiques pour bien faciliter la tâche.
Un atome est constitué de trois types de particules : les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons forment le noyau qui est la partie centrale de l'atome. Les électrons forment le nuage électronique qui est la partie périphérique de l'atome.
Ce qui nous intéresse ici, c'est le nombre des protons et des électrons. Chaque atome possède un nombre d'électrons qui sont en mouvement autour du noyauChez un atome électriquement neutre, c'est-à-dire, un atome qui n'est pas transformé en ion, ce nombre d'électrons qui gravitent autour du noyau est égal au nombre de protons qui se trouvent dans le noyau (avec les neutrons).  Le nombre de protons qui est aussi le nombre d'électrons est appelé numéro atomique et noté Z. Les atomes d'hydrogène, d'oxygène, de chlore, de carbone, de sodium, d'uranium, etc sont caractérisés par leur numéro atomique Z qui diffère d'un atome à un autre.
C'est le numéro atomique Z qui nous permet de définir les différents éléments chimiques. Par exemple : L'ensemble des atomes ayant pour numéro atomique Z=1 forme l'élément chimique Hydrogène. L'ensemble des atomes ayant pour numéro atomique Z=8 forme l'élément chimique Oxygène. L'ensemble des atomes ayant pour numéro atomique Z=16 forme l'élément chimique Soufre. L'ensemble des atomes ayant pour numéro atomique Z=20 forme l'élément chimique Calcium.
Conclusion : L'ensemble des atomes ayant même numéro atomique Z forme un élément chimique.
Maintenant et après cet éclaircissement, comment peut-on alors définir le terme élément chimique ? Comment et par quels symboles représente-t-on les différents éléments chimiques ?

Définition d'élément chimique :

Un élément chimique est l'ensemble de toutes les entités, soit des atomes ou des ions, qui possèdent le même nombre de protons dans leur noyau. Ce sont des entités qui ont le même numéro atomique Z. Toutes les entités d'un même élément chimique possèdent les mêmes propriétés chimiques. Dans la nature, il existe seulement une centaine d'éléments chimiques. Toute la matière est constituée à partir de ces éléments. 
Aujourd'hui, l'Homme a créé de nouveaux éléments dont les atomes possèdent jusqu'à 118 électrons. Il existe donc 118 éléments chimiques.
Remarques : Chez un élément chimique, le nombre de protons est toujours fixe, mais le nombre d'électrons est variable selon les conditions. Un atome d'un même élément chimique peut capter ou perdre des électrons pour donner des ions. Par exemple : L'atome de sodium Na et l'ion Na+ sont deux entités de l'élément chimique Sodium. De même pour l'atome de chlore Cl et l'ion Cl-, ce sont deux entités de l'élément chimique Chlore
Le nombre de neutrons chez un même élément chimique peut aussi être différent d'un atome à un autre. Exemple : Le noyau de l'atome du Carbone 12 contient 6 neutrons et 6 protons, le noyau de l'atome du Carbone 13 contient 7 neutrons et 6 protons, le noyau du Carbone 14 contient 8 neutrons et 6 protons. Dans ce cas, on parle des isotopes. Le Carbone 12, le Carbone 13 et le carbone 14 sont des isotopes de l'élément chimique Carbone.

🔹 Comment représente-t-on un élément chimique ? Et quels sont les symboles adoptés selon les différents cas des éléments chimiques ?

L'atome de chacun des éléments chimiques qui existent dans la nature est représenté par un symbole.
Généralement, le symbole choisi pour représenter l'atome d'un élément chimique est la première lettre majuscule du nom de cet élément.

Exemples de symboles avec lesquels on représente quelques éléments chimiques :

◈ L'atome d'Hydrogène sera représenté par la lettre H. L'atome de Bore sera représenté par la lettre B. L'atome de Carbone sera représenté par la lettre C. L'atome d'Oxygène sera représenté par la lettre O. L'atome de Fluor sera représenté par la lettre F. L'atome de Phosphore sera représenté par la lettre P. L'atome de Soufre sera représenté par la lettre S.
Parfois, on trouve plusieurs éléments chimiques dont le nom commence par la même lettre comme Carbone, Cuivre, Cobalt, Chlore. Dans ce cas, la lettre C est réservée au Carbone. Pour les autres éléments, on prendra 2 lettres. Généralement les 2 premières lettres, mais pas toujours comme le cas du Chlore.
◈ L'atome de Cuivre est représenté par le symbole Cu et non pas par CU ou cu. L'atome de Cobalt est représenté par le symbole Co. L'atome de chlore est représenté par le symbole Cl et non pas par Ch.
En ce qui concerne les symboles constitués de deux lettres, il faut obligatoirement écrire la première lettre en majuscule et la seconde lettre en minuscule. On ne prend pas toujours les 2 premières lettres du nom de l'élément. Parfois, on prend la première lettre et la troisième lettre.
L'élément chimique Aluminium est représenté par le symbole Al, l'élément chimique Silicium est représenté par le symbole Si, l'élément chimique Calcium est représenté par le symbole Ca tandis que l'élément chimique Magnésium est représenté par le symbole Mg et l'élément chimique Chlore est représenté par le symbole Cl. Dans les cas de Magnésium et de Chlore, on prend la première lettre et la troisième lettre, et on écrit les symboles de ces deux éléments de la façon suivante : Mg et Cl.  
Il y a aussi quelques symboles qui proviennent de l'ancien nom de quelques éléments chimiques. Le sodium a pour symbole Na, car il s'appelait le natrium. L'azote a pour symbole N parce qu'il s'appelait le nitrogène. Les noms de ces éléments ont été changés, mais les symboles ont été conservés.

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La membrane plasmique, son aspect morphologique et sa composition chimique.

6/30/2015 0

🔷 Aspect morphologique de la membrane plasmique :
Observation des coupes minces :
Observation des répliques : cryodécapage.
🔷 Composition chimique de la membrane de plasmique :
Étude in situ de la membrane plasmique :
Analyse chimique des membranes plasmiques après isolement :
🔷 Comment isoler les membranes plasmiques des globules rouges ?
🔷 Analyse chimique des membranes plasmiques des globules rouges :
membrane plasmique plasmalemme membrane cellulaire membrane cytoplasmique fine enveloppe entoure cellule sépare milieux intracellulaire et extracellulaire maintient forme structure de la cellule

🔷 Généralités sur la membrane plasmique :

La membrane plasmique est une fine enveloppe continue qui entoure et délimite la cellule. La membrane plasmique appelée aussi plasmalemme sépare le milieu extracellulaire du milieu intracellulaire. La membrane plasmique permet à la cellule de maintenir sa forme et sa structure. Cette membrane plasmique est plus qu'une membrane passive, elle constitue aussi un filtre très sélectif qui maintient l'inégalité des concentrations ioniques de part et d'autre et laisse pénétrer les substances nutritives dans la cellule et les déchets en sortir. La membrane plasmique permet à la cellule de réaliser des échanges moléculaires et particulaires entre le milieu extracellulaire et le cytoplasme qui est le milieu intracellulaire.
 
La membrane plasmique est connue aussi sous les termes suivants : membrane cytoplasmique, membrane cellulaire ou plasmalemme.
La cellule contient également un réseau très dense de membranes internes (cytomembranes ou endomembranes) qui entourent les organites cellulaires tels que le noyau, les mitochondries, les chloroplastes ou forment des compartiments à l'intérieur de la cellule tels que le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, les vésicules (peroxysomes, lysosomes, vacuoles, etc.). La membrane plasmique et les membranes internes sont regroupées sous le nom de membranes biologiques. La composition chimique et la structure de base de ces membranes biologiques sont similaires.

🔷 Aspect morphologique de la membrane plasmique :

La détermination de l'aspect morphologique de la membrane plasmique est réalisée après observation des coupes minces et emploi de la technique de cryodécapage.

Observation des coupes minces :

Après fixation au permanganate de potassium ou au tétroxyde d'osmium et observation au microscope électronique, la membrane plasmique parait composée de trois couches. Ces trois couches sont réparties comme suit : un feuillet clair de 35 Aº situé entre deux feuillets denses de 20 . L'épaisseur de cette membrane plasmique avec ses trois couches est voisine de 75 Aº. Puisque la membrane plasmique est constituée de trois couches, cette structure est connue sous le nom de membrane tripartite ou trilaminaire.
Les deux feuillets denses de la membrane plasmique d'une cellule ont une épaisseur qui peut varier d'un feuillet à l'autre, ce qui montre que les deux faces de la membrane plasmique ne sont pas identiques. On explique cette variation d'une part par la présence d'un revêtement fibreux, appelé le "cell coat" ou manteau, localisé uniquement sur le feuillet dense externe qui est en contact avec le milieu extérieur, et d'autre part par un revêtement de microfilaments en relation avec la face interne de la membrane plasmique qui constitue ce que l'on appelle le revêtement cytosquelettique.     

Observation des répliques : cryodécapage.

En utilisant la technique de cryodécapage, l'observation des répliques montre que la membrane plasmique est formée de deux couches clivables renfermant des particules globulaires intramembranaires de 50 Aº à 80 Aº de diamètre, ce sont les protéines. Cet aspect de la membrane plasmique est le même chez les autres types de membranes cellulaires étudiées par cryodécapage.

🔷 Composition chimique de la membrane de plasmique :

Étude in situ de la membrane plasmique :

In situ est une expression latine qui signifie sur place. L'étude in situ désigne une étude qui se fait sur place dans l'endroit où vit ou se trouve l'échantillon que l'on veut étudier, sans le déplacer ni le prélever.   
Pour déterminer la composition chimique de la membrane plasmique, Charles Ernest Overton (1865-1933) a réalisé en 1899 des travaux sur une algue unicellulaire appelée Chara. Ces travaux ont montré que les substances liposolubles pénètrent plus vite que les substances hydrosolubles.
À partir de ces observations, il conclut que la surface cellulaire est formé d'une couche continue de lipides. Mais La mesure de la tension superficielle des cellules indique que les lipides membranaires ne sont pas directement en contact avec le milieu aqueux extracellulaire.
La tension superficielle des cellules est beaucoup plus faible que celle d'une interface eau-lipides. Cette différence est due à l'existence de protéines membranaires en contact avec le milieu extracellulaire.

Analyse chimique des membranes plasmiques après isolement :

La détermination de la composition chimique de la membrane plasmique est réalisée après isolement de cette membrane de l'ensemble de la cellule.
L'isolement de membranes plasmiques pose des problèmes techniques difficiles. Ces problèmes ont été résolus en choisissant un matériel favorable ; Ce matériel n'est que les globules rouges des mammifères appelés aussi hématies ou érythrocytes.
🔴 Pourquoi les globules rouges ont été choisis pour déterminer la composition chimique de la membrane plasmique ?
⏩ On a choisi les hématies pour déterminer la composition chimique des membranes plasmiques pour les raisons suivantes :
1. Les hématies sont anucléées, c'est-à-dire, ils sont dépourvus de noyau, car ils ont perdu leur noyau au cours de leur maturation dans la moelle rouge des os.
2. Les hématies sont aussi dépourvues d'organites cytoplasmiques. Les hématies sont donc des sacs dont la paroi est la membrane plasmique et dont le contenu est une solution riche en hémoglobine.

🔷 Comment isoler les membranes plasmiques des globules rouges ?

Pour isoler les membranes plasmiques des globules rouges, on suit les étapes suivantes :
Première étape : Lavage des globules rouges puis centrifugation.
Pendant la première étape, on lave tout d'abord les globules rouges dans une solution saline isotonique ; Une solution saline isotonique est un liquide présentant la même osmolarité que le sang humain et les principaux fluides corporels. Cette solution est composée d'eau distillée et de chlorure de sodium (NaCl) dilué à 9 pour 1000, c'est-à-dire une solution à 0,9 % de masse par volume de NaCl, soit 9 g par litre d'eau distillée (9 g de NaCl par 1000 ml d'eau distillée). Puis on réalise une centrifugation pour séparer les globules rouges de l'ensemble de la solution de lavage.
Deuxième étape : Suspension du culot dans un milieu hypotonique puis centrifugation.
Pendant la deuxième étape et après avoir réalisé la centrifugation de la première étape, on met le culot de cellules obtenu dans un milieu hypotonique qui est caractérisé par une concentration en solutés inférieure à celle du cytoplasme de ces globules rouges. Après avoir mis le culot dans le milieu hypotonique, on constate que les globules rouges gonflent et il y a apparition de petits trous de 200 Aº à 500 Aº de diamètre dans la membrane plasmique. Ces trous obtenus dans la membrane plasmique des globules rouges permettent à l'hyaloplasme riche en hémoglobine de sortir des globules rouges et se dilue dans le milieu hypotonique extracellulaire ; ces hématies se vident ainsi de leur contenu, c'est le phénomène d'hémolyse. On a obtenu donc des cellules vides dans le milieu hypotonique. Ces cellules obtenues sont constituées seulement de membranes plasmiques ; elles sont tout à fait vides. Ensuite, on réalise une centrifugation pour obtenir un culot formé uniquement de membranes plasmiques avec lesquelles on va réaliser l'analyse chimique pour découvrir les différents constituants de la membrane plasmique.

🔷 Analyse chimique des membranes plasmiques des globules rouges :

Après leur isolement des autres constituants, les membranes plasmiques des hématies ont été soumis à une analyse chimique pour déterminer la nature de leurs constituants. Les résultats obtenus ont montré que les membranes plasmiques sont constituées de protéines, de lipides et de glucides dans des proportions différentes : les protéines constituent 49 % de la membrane plasmique d'un globule rouge tandis que les lipides représentent 43 % et les glucides représentent 8 % de cette membrane plasmique des globules rouges étudiés.
La nature des protéines et des lipides et leur pourcentage présentent des variations liées aux types membranaires et cellulaires étudiés, exemple :
* Pour la membrane plasmique, le rapport protéines/lipides est généralement voisin de 1.
* Pour la membrane interne de l'enveloppe mitochondriale, le rapport protéines/lipides augmente, il est supérieur à 1. Cette augmentation du taux des protéines membranaires est lié au rôle physiologique joué par ces membranes.
La technique d'isolement des membranes plasmiques à partir d'autres types cellulaires tels que les cellules du foie ou du pancréas exocrine est très compliquée, car ces cellules contiennent dans leur cytoplasme du réticulum endoplasmique, des dictyosomes de l'appareil de Golgi, des mitochondries dont les membranes sont difficiles à séparer les unes des autres.

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Dimensions, masses et charges électriques de l'atome et du noyau.

6/30/2015 0

🔹 Que signifie le terme atome ? 
🔹 Quelles sont les dimensions de l'atome et du noyau ? 
◉ Quel est le diamètre de l'atome ? 
◉ Quel est le diamètre du noyau ? 
🔹 Quelles sont les masses du noyau de l'atome et du nuage électronique ? 
◉ Quelle est la masse du noyau d'un atome ? 
◉ Quelle est la masse du nuage électronique d'un atome ? 
🔹 Quelles sont les charges électriques du noyau de l'atome et du nuage électronique ? 
◉ Quelle est la charge électrique du nuage électronique d'un atome ? 
◉ Quelle est la charge électrique du noyau d'un atome ?
Dimensions des atomes dimension du noyau diamètre atomique diamètre du noyau masse des atomes masse du noyau et charges électriques des atomes et charge électrique du noyau

🔹 Que signifie le terme atome ?

Depuis l'antiquité, certains philosophes grecs admettaient que la matière est formée de petites particules appelées atomes c'est-à-dire incassables. Mais ce n'était qu'une hypothèse, il n'y avait aucune observation sérieuse qui permettait de la confirmer. Vers le milieu du dix-neuvième siècle, des recherches sérieuses basées sur des observations et des expériences, permettaient de confirmer la théorie corpusculaire de la matière, c'est-à-dire, la matière est constituée de petits corpuscules ou de petites particules. Ces corpuscules, ce ne sont que, ce que l'on appelle aujourd'hui les atomes. La matière est donc formée par des particules élémentaires appelés atomes.
L'atome est donc le constituant élémentaire de la matière, c'est la plus petite quantité de matière constituant un corps pur simple. Contrairement à ce qui était admis auparavant par les philosophes grecs que l'atome est incassable, actuellement et en rapport avec le grand progrès connu dans le domaine scientifique et le domaine technologique, les études approfondies réalisées sur l'atome montrent qu'il est divisible et constitué d'autres particules subatomiques.
Les particules subatomiques constituant chaque atome sont : les électrons, les protons et les neutrons.
Les protons et les neutrons sont des particules subatomiques qui entrent dans la constitution de l'atome. Les protons et les neutrons sont groupés dans la partie centrale de l'atome formant ainsi le noyau de l'atome.    
Les électrons sont des particules subatomiques chargés négativement, ils gravitent autour du noyau de l'atome formant un nuage électronique qui constitue la partie périphérique de l'atome.
Donc, l'atome est formé de deux parties : une partie centrale appelée noyau et une partie périphérique appelée nuage électronique.
Selon le nombre d'électrons, de protons et de neutrons, chaque atome est caractérisé par des dimensions, des masses et des charges électriques de l'ensemble de l'atome et de son noyau.
Dans ce qui suit nous allons découvrir ensemble, les dimensions, les masses et les charges électriques de l'atome et de son noyau.
Quelles sont donc les dimensions de l'atome et du noyau ? Quelles sont leurs masses ? Et quelles sont leurs charges électriques ?

🔹 Quelles sont les dimensions de l'atome et du noyau ?

Comme nous l'avons vu dans le paragraphe précédent, l'atome est constitué de deux parties : une partie centrale qui est le noyau de l'atome et une partie périphérique qui est le nuage électronique. L'atome est donc l'ensemble des deux parties; centrale et périphérique mais le noyau représente uniquement la partie centrale. Pour avoir une idée sur le rapport entre la dimension de l'atome et la dimension du noyau, nous allons tout d'abord discuter un peu le diamètre de l'atome, le diamètre du noyau puis on compare les deux.   

Quel est le diamètre de l'atome ?

L'atome est l'ensemble de deux parties, le noyau et le nuage électronique. Alors, le diamètre de l'atome dépend de l'atome considéré. Par exemple, le diamètre de l'atome d'uranium qui possède 92 électrons est plus grand que le diamètre de l'atome d'hydrogène qui possède un seul électron. Le diamètre de chaque atome augmente avec le nombre d'électrons, mais son ordre de grandeur peut être estimé à D qui est à peu près égal à 2A° signifiant 2 Angstrom. 1 Angstrom=1A°=10⁻¹⁰mètre.   

Quel est le diamètre du noyau ?

Le noyau est la partie centrale de l'atome. Le diamètre du noyau dépend aussi du nombre de protons et de neutrons qu'il contient. Son ordre de grandeur est estimé à d qui est à peu près égal à 2.10⁻¹⁵A°.
Faisons une comparaison entre le diamètre du noyau et le diamètre de l'atome en calculant le rapport D/d. Le rapport D/d=2A°/2.10⁻¹⁵A°=100000; ça signifie que, si on représente un noyau par une sphère de 1 centimètre de diamètre, les électrons doivent tourner sur une sphère de 100000 centimètres de diamètre, c'est-à-dire, 1 kilomètre de diamètre.   
Conclusion : La plus grande partie de la sphère atomique est formée de vide.

🔹 Quelles sont les masses du noyau de l'atome et du nuage électronique ?

L'atome est constitué d'un ensemble de particules subatomiques qui sont : les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons sont groupés au centre de l'atome et constitue le noyau de l'atome. Les électrons gravitent autour du noyau et forment ce que l'on appelle le nuage électronique. Pour faire une comparaison entre la masse du noyau et la masse du nuage électronique, il faut tout d'abord calculer les deux masses. Quelle est donc la masse du noyau de l'atome ? Et quelle est la masse du nuage électronique ?

Quelle est la masse du noyau d'un atome ?

La masse du noyau d'un atome est égale à la somme des masses des protons et des neutrons. La masse d'un proton est à peu près égale à la masse d'un neutron, c'est-à-dire, mp=mn=m=1,67x10⁻²⁷Kg. On appelle nombre de masse A d'un atome, le nombre totale de protons et de neutrons que contient le noyau. Pour calculer la masse du noyau d'un atome, on multiplie le nombre de masse A de cet atome par m qui est égale à 1,67x10⁻²⁷Kg et représente la masse du proton ou du neutron. La masse du noyau sera égale à Ax1,67.10⁻²⁷Kg. Prenons comme exemple l'atome de carbone, le nombre de masse A de l'atome de carbone est A=12. Calculons alors, la masse du noyau de l'atome de carbone. Cette masse sera égale à 12x1.67x10⁻²⁷Kg=20,04x10⁻²⁷Kg

Quelle est la masse du nuage électronique d'un atome ?

La masse du nuage électronique d'un atome est égale à la somme des masses de ses électrons, c'est-à-dire, on multiplie le nombre d'électrons qui est le numéro atomique Z de cet atome par la masse de l'électron. Comme la masse d'un électron me-=9,10x10⁻³¹Kg, alors la masse du nuage électronique est égal à Zx9,10.10⁻³¹Kg. Si nous prenons comme exemple l'atome de carbone qui possède 6 électrons, la masse du nuage électronique sera égale à 6x9,10.10⁻³¹Kg=54,6x10⁻³¹Kg
Faisons la comparaison entre la masse d'un proton mp et la masse d'un électron me- en calculant le rapport m/me-.
m/me-=1,67x10⁻²⁷Kg/9,10x10⁻³¹Kg=1,67/9,10x10⁻⁴=1,67x10⁺⁴/9,10=16700/9,10=1835. Donc, m/me-=1835.
La masse d'un proton ou d'un neutron est donc 1835 fois plus grande que la masse d'un électron. on retient tout simplement que la masse de chaque particule du noyau est environ 2000 fois plus grande que la masse de l'électron.
Prenons le cas de l'atome de carbone, si nous comparons la masse du noyau et la masse du nuage électronique en faisant le rapport entre les deux : Masse du noyau/masse des électrons =20,04x10⁻²⁷Kg/54,6x10⁻³¹Kg =20,04/54,6x10⁻⁴ =20,04x10⁺⁴/54,6 =200400/54,6 =3670. Le noyau de l'atome de carbone est 3670 fois plus lourd que les 6 électrons formant le nuage électronique de l'atome de carbone. Ceci prouve que la masse totale de l'atome est presque toute concentrée dans le noyau.
Conclusion : La masse d'un atome est approximativement égale à la masse du noyau de cet atome. La matière est donc pratiquement toute concentrée dans le noyau des atomes.     

🔹 Quelles sont les charges électriques du noyau de l'atome et du nuage électronique ?

Comme nous l'avons vu au départ, l'atome est constitué de particules subatomiques qui sont : les électrons chargés d'électricité négative, les protons chargés d'électricité positive et les neutrons qui sont des particules neutres. Pour avoir une idée sur la charge électrique de l'atome et de ses différents parties, on cherche la charge électrique du nuage électronique, la charge électrique du noyau puis on compare les deux.  

Quelle est la charge électrique du nuage électronique d'un atome ?

La charge électrique du nuage électronique est égale à la somme des charges électriques de tous les électrons de l'atome. Chaque atome possède un nombre d'électrons qui diffère d'un atome à un autre. Ce nombre d'électrons est appelé numéro atomique et noté Z. Pour calculer la charge électrique du nuage électronique d'un atome, on multiplie le nombre d'électrons Z de cet atome par la charge électrique de l'électron (-e). C'est la charge totale des électrons, elle est égale à Zx(-e)=-Ze.

Quelle est la charge électrique du noyau d'un atome ?

La charge électrique du noyau est égale à la somme des charges électriques de tous les protons puisque les neutrons sont électriquement neutres. Chaque proton porte la charge électrique élémentaire positive (+e). Si un atome possède Z électrons, son noyau possède Z protons. Pour calculer la charge électrique du noyau d'un atome, on multiplie le nombre de protons Z de cet atome par la charge électrique du proton. La charge électrique du noyau sera égale à Zx(+e)=+Ze.
La charge électrique du noyau de l'atome est égale à (+Ze) tandis que la charge électrique de l'ensemble des électrons est égale à (-Ze). La charge électrique de l'ensemble de l'atome est égale à la somme de la charge électrique du noyau et la charge électrique du nuage électronique, c'est-à-dire, (-Ze)+(+Ze)=0. Donc, la charge de l'atome est nulle.
Conclusion : L'atome est électriquement neutre puisque la somme des charges des électrons et des protons est nulle.    

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