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Physique-chimie · 3eDNB

Structure de l'atome : exercices corrigés de 3e

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Un atome a un noyau très petit, qui concentre l'essentiel de la matière, entouré d'électrons 2.
  • Les électrons sont chargés négativement, les protons positivement, les neutrons ne portent pas de charge 2.
  • Le noyau est formé de nucléons : des protons et des neutrons 4.
  • On note Z le nombre de protons et N le nombre de neutrons 3 ; le nombre de nucléons vaut A = Z + N.
  • Dans un atome pris comme neutre, le nombre d'électrons est égal à Z.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices te font manipuler les constituants de l'atome, comme au programme de 3e 1. Ils vont du plus simple (compter des particules) au plus réfléchi (expliquer, comparer, raisonner sur l'histoire du modèle). Cherche d'abord seul·e, avec une feuille de brouillon. Ouvre un indice seulement si tu bloques, puis compare ta réponse à la correction étape par étape.

Les exercices

Exercice 1 Compter les nucléons

★☆☆Environ 3 min

Le noyau d'un atome de carbone contient 6 protons et 6 neutrons (données de l'énoncé).

Calcule le nombre de nucléons de ce noyau.

Indice 1

Les nucléons regroupent deux sortes de particules. Lesquelles ?

Voir la correction pas à pas

  1. Rappelle la définition : les nucléons sont les protons et les neutrons du noyau.

  2. Écris la relation A=Z+NA = Z + N avec Z=6Z = 6 et N=6N = 6.

  3. Calcule : A=6+6=12A = 6 + 6 = 12.

  4. Phrase de réponse : le noyau compte 12 nucléons.

Le nombre 12 qu'on retrouve dans le nom « carbone 12 » est justement ce nombre de nucléons 3. Retiens que le nombre de nucléons s'obtient en additionnant protons et neutrons.

Exercice 2 Combien d'électrons ?

★☆☆Environ 3 min

Un atome possède 8 protons dans son noyau. On considère que cet atome est électriquement neutre : les charges positives et négatives se compensent exactement.

Quel est le nombre d'électrons de cet atome ?

Indice 1

Chaque proton porte une charge positive, chaque électron une charge négative de même valeur : pour que le total soit nul, il faut autant de l'un que de l'autre.

Voir la correction pas à pas

  1. Rappelle les signes : protons positifs, électrons négatifs 2.

  2. Écris la condition de neutralité : nombre de charges positives = nombre de charges négatives.

  3. Conclus : il y a autant d'électrons que de protons, soit 8.

Dans un atome neutre, le nombre d'électrons est égal à ZZ. Tu t'en serviras dans le chapitre suivant, quand un atome gagnera ou perdra des électrons.

Exercice 3 Qui porte quoi ?

★☆☆Environ 5 min

Recopie et complète le tableau avec les mots : négative, positive, aucune charge, noyau, autour du noyau.

Particule Charge électrique Position dans l'atome
Proton ? ?
Neutron ? ?
Électron ? ?
Indice 1

Les particules du noyau s'appellent des nucléons.

Indice 2

Le neutron est le seul à ne pas être chargé.

Voir la correction pas à pas

  1. Proton : charge positive, situé dans le noyau.

  2. Neutron : aucune charge, situé dans le noyau.

  3. Électron : charge négative, situé autour du noyau.

  4. Vérifie : les deux particules du noyau sont bien les nucléons, et il y a une seule particule négative.

Les électrons sont négatifs, les protons positifs, les neutrons neutres 2 ; protons et neutrons forment le noyau 4. Ce tableau est à connaître par cœur pour le DNB.

Exercice 4 Un atome de plutonium

★★☆Environ 6 min

Le plutonium 239 est un atome produit en laboratoire 5. Son noyau contient 239 nucléons, dont 94 protons (données de l'énoncé).

  1. Calcule le nombre de neutrons.
  2. Donne le nombre d'électrons de l'atome neutre.
Indice 1

Pars de A=Z+NA = Z + N et isole NN.

Indice 2

Pour les électrons, pense à la neutralité de l'atome.

Voir la correction pas à pas

  1. Écris la relation : A=Z+NA = Z + N, donc N=A−ZN = A - Z.

  2. Remplace : N=239−94N = 239 - 94.

  3. Calcule : N=145N = 145 neutrons.

  4. Pour les électrons : l'atome est neutre, donc il y en a autant que de protons, soit 94.

Le nombre de neutrons s'obtient par soustraction : nucléons moins protons. Le nombre écrit après le nom (ici 239) donne les nucléons, pas les neutrons.

Exercice 5 Retrouver le nombre de protons

★★☆Environ 6 min

Un atome a un noyau de 27 nucléons, dont 14 neutrons (données de l'énoncé).

  1. Combien de protons contient son noyau ?
  2. Combien d'électrons possède l'atome, supposé neutre ?
Indice 1

Cette fois, c'est ZZ qui est inconnu : Z=A−NZ = A - N.

Voir la correction pas à pas

  1. Écris A=Z+NA = Z + N, donc Z=A−NZ = A - N.

  2. Remplace : Z=27−14=13Z = 27 - 14 = 13.

  3. Le noyau contient donc 13 protons.

  4. L'atome étant neutre, il a 13 électrons.

La même relation A=Z+NA = Z + N permet de trouver n'importe laquelle des trois grandeurs, dès que tu connais les deux autres.

Exercice 6 Un noyau à halo face au plomb

★★☆Environ 6 min

Le lithium 11 fait partie des noyaux dits à halo : il occupe à peu près le même espace que le plomb 208 3. Les nombres 11 et 208 donnent leurs nombres de nucléons.

Calcule combien de fois le plomb 208 contient plus de nucléons que le lithium 11 (arrondi au centième).

Indice 1

Compare deux nombres : un quotient donne « combien de fois ».

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  1. Identifie les nombres de nucléons : 11 pour le lithium, 208 pour le plomb.

  2. Calcule le quotient : 208÷11≈18,91208 \div 11 \approx 18{,}91.

  3. Interprète : le plomb 208 a environ 19 fois plus de nucléons.

La source parle d'environ vingt fois plus de nucléons : c'est une valeur arrondie, cohérente avec ton résultat 3. Le fait marquant est que deux noyaux de nombres de nucléons si différents occupent un espace comparable.

Exercice 7 Des électrons aux neutrons : combien d'années ?

★★☆Environ 5 min

C'est en 1897 que Thomson identifie les électrons, en étudiant les rayons cathodiques 2. Les neutrons, eux, sont découverts par Chadwick en 1932 2.

Calcule le nombre d'années écoulées entre ces deux découvertes.

Indice 1

Soustrais la date la plus ancienne à la plus récente.

Voir la correction pas à pas

  1. Repère les deux dates : 1897 et 1932.

  2. Calcule : 1932−1897=351932 - 1897 = 35.

  3. Phrase de réponse : 35 ans séparent les deux découvertes.

Le modèle de l'atome s'est construit par étapes : Thomson (électrons, 1897), Rutherford (noyau, 1911), Chadwick (neutrons, 1932) 2. Chaque découverte a complété la précédente.

Exercice 8 D'où vient la masse d'un atome ?

★★★Environ 8 min

Léa affirme : « La masse d'un atome vient surtout de ses électrons, puisqu'il y en a beaucoup qui tournent autour. »

Explique pourquoi son raisonnement est faux, en t'appuyant sur ce que tu sais du noyau et des particules.

Indice 1

Compare la masse d'un proton et celle d'un électron.

Indice 2

Où se trouve l'essentiel de la matière de l'atome ?

Voir la correction pas à pas

  1. Rappelle où se concentre la matière : dans un noyau très petit, entouré d'électrons 2.

  2. Compare les particules : un proton est beaucoup plus massif qu'un électron 2.

  3. Les neutrons, eux aussi nucléons du noyau, s'ajoutent à cette masse 4.

  4. Conclus : la masse de l'atome vient surtout des nucléons du noyau, très peu des électrons.

Un bon raisonnement associe deux idées : la matière est concentrée dans le noyau, et ses particules sont bien plus massives que les électrons. C'est le type d'argument attendu dans une question de DNB.

Exercice 9 Le portrait complet d'un atome

★★★Environ 10 min

Un atome a un noyau de 35 nucléons et une charge positive due à 17 protons (données de l'énoncé). On le considère comme neutre.

  1. Calcule le nombre de neutrons.
  2. Donne le nombre d'électrons.
  3. Dans l'unité où un proton vaut +1+1 et un électron −1-1, calcule la charge totale de l'atome.
  4. Un élève dit : « les 17 électrons sont dans le noyau avec les protons ». Corrige-le.
Indice 1

Pour la question 3, additionne la charge des protons et celle des électrons.

Indice 2

Pour la question 4, relis la position des électrons dans l'atome.

Voir la correction pas à pas

  1. Neutrons : N=A−Z=35−17=18N = A - Z = 35 - 17 = 18.

  2. Électrons : atome neutre, donc 17 électrons.

  3. Charge totale : 17×(+1)+17×(−1)=017 \times (+1) + 17 \times (-1) = 0. Les neutrons n'ajoutent rien, car ils n'ont pas de charge 2.

  4. Correction : le noyau est constitué des nucléons (17 protons et 18 neutrons) 4 ; les électrons l'entourent 2.

Pour décrire un atome, procède dans l'ordre : nucléons, protons, neutrons par soustraction, électrons par neutralité, puis vérifie la charge totale. Cette démarche te servira pour les ions et pour le tableau périodique, où la répartition des électrons détermine les propriétés chimiques 5.

Les questions qu'on se pose

Comment ne pas confondre nucléons et neutrons ?

Les nucléons sont tous les habitants du noyau : les protons et les neutrons 4. Les neutrons ne sont que l'une des deux sortes. Moyen de t'en souvenir : « nucléon » rappelle « noyau ».

Pourquoi calcule-t-on le nombre d'électrons avec le nombre de protons ?

Parce qu'on travaille avec des atomes considérés comme neutres : les charges positives des protons et négatives des électrons se compensent 2. Il faut donc autant d'électrons que de protons. Cette règle ne vaudra plus pour un ion, que tu verras dans le chapitre suivant.

Que faire si l'énoncé ne donne pas Z ?

Au DNB, l'énoncé fournit en général les données utiles, ou un extrait du tableau périodique. Repère d'abord ce qu'on te donne (nucléons, protons, neutrons ou électrons), puis utilise A=Z+NA = Z + N pour trouver ce qui manque.

Sources

Programme visé : Structure de l'atome - Physique-chimie 3e (DNB) · Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale

  1. Structure de l'atome - Physique-chimie 3e (DNB), Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. L'atome, CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique). Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Les noyaux des atomes, CEA. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. À la découverte de l'atome, Académie de Paris. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Atome, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

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