élément chimique

Définition

Physique-chimie

Terme générique désignant les atomes possédant le même nombre de protons.

e. m.

Voir : atomeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigatome

Structure donnant son identité et ses propriétés physiques et chimiques à un élément chimique., électronplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélectron

Particule élémentaire, porteuse d’une charge électrique négative, gravitant autour du noyau des atomes., protonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigproton

Nom donné à l’ion hydrogène (H+) en solution aqueuse, résultant de la perte de son électron unique par l’atome d’hydrogène..

Informations complémentaires

Un élément chimique est symbolisé par une ou deux lettres (par exemple C pour carbone et Mg pour magnésium).

Pour un atome, le nombre de protons (ou d’électrons) qu’il possède est le numéro atomique (Z). Les éléments chimiques ayant le même numéro atomique Z, mais avec un nombre différent de neutrons (masses atomiques différentes), sont des isotopes.

En outre, un élément X est représenté par le symbole $_{Z}^{A}X$. A désigne le nombre total de neutrons et de protons, tandis que Z est le nombre de protons. Pour distinguer les isotopes d’un même élément chimique on écrit, par exemple : $_{8}^{16}O$ et $_{8}^{18}O$ pour les isotopes de l’oxygène ayant pour masse 16 et 18 et pour numéro atomique Z = 8.

Les propriétés physiques et chimiques des atomes dépendent de la structure des orbitales, décrites par les électrons tournant autour de leur noyau.

Les éléments sont classés en fonction de leurs propriétés chimiques au sein de la classification périodique des éléments (voir cette entrée).

Voir : classification périodique des élémentsplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigclassification périodique des éléments

Classification des éléments chimiques, en fonction de leurs propriétés chimiques., isotopesplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigisotope

Atome différant des autres atomes du même élément chimique par le nombre de neutrons., masse molaire atomiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmasse molaire atomique

Pour un élément chimique, masse d’une mole d’atomes neutres ou chargés., noyauplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignoyau

Partie centrale d’un atome, faite de protons chargés positivement et de neutrons non chargés..

Les éléments chimiques dans la nature

Dans la nature, il existe 89 éléments chimiques (atomes). Les atomes les plus courants sont : azote, calcium, carbone, chlore, hydrogène, magnésium, oxygène, phosphore, sodium, soufre, fer, etc. Les scientifiques décrivent les déplacements d’un élément chimique entre les différentes enveloppes du globe par un cycle biogéochimique.

Les rubriques ci-dessous fournissent quelques données sur la composition en éléments chimiques des différentes enveloppes terrestres.

La croûte terrestre

Dans la croûte terrestre (lithosphère et hydrosphère), on ne trouve en quantités significatives que 20 éléments. L’azote et le carbone n’en font pas partie.

L'atmosphère

Dans l’atmosphère, l’azote et l’oxygène représentent une part importante, respectivement 75,6 et 23,1 % des éléments. Le carbone n’est présent qu’à l’état de traces.

La biosphère

Dans la biosphère, le carbone représente environ 18 % de la masse de la matière organique (sucres, protéines, ou lipides, etc.). Il y est donc particulièrement concentré. Au total et en moyenne, carbone, hydrogène, oxygène, constituent plus de 98 % de la masse de toute matière organique (en % : O = 70, C = 18, H = 10,5). L’azote, à l’état de traces dans les sols et l’eau, représente néanmoins 0,3 % des éléments de la matière organique. Toutefois, les pourcentages ne sont pas une indication quant à l’utilité des éléments dans les processus vitaux. Par exemple, calcium, fer, potassium, sodium, ne sont pas présents dans le tableau (cf. tableau) et sont pourtant de la plus haute importance pour la vie de tous les organismes.

Voir : atmosphèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigatmosphère

Enveloppe gazeuse qui entoure la Terre, mais également plusieurs corps célestes., biosphèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiosphère

Ensemble de tous les organismes vivants et des milieux où ils vivent., croûte terrestreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcroûte terrestre

Partie superficielle solide de la lithosphère, au contact de l’hydrosphère ou de l’atmosphère., cycle biogéochimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcycle biogéochimique

Ensemble des échanges d’un élément chimique particulier (carbone, azote), ou d’une molécule (l’eau, par exemple), entre l’atmosphère, l’hydrosphère et la lithosphère, en interaction avec les êtres vivants., hydrosphèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrosphère

Ensemble de toutes les parties de la planète occupées par l’eau sous ses trois états (liquide, solide ou gazeux)., lipideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biglipide

Corps gras produit par les organismes vivants, se rencontrant principalement sous forme d’huile, de graisse ou de cire., lithosphèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biglithosphère

Couche la plus externe du globe terrestre, dont l’épaisseur varie entre 70 km (sous les océans) et 150 (sous les continents)., matière organiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmatière organique

Matière synthétisée par les êtres vivants., protéineplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigprotéine

Substance organique résultant de la polymérisation de très nombreux acides aminés., solplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsol

Partie superficielle émergée de l’écorce terrestre, plus ou moins meuble, de structure et de qualité variable, cultivée ou non., sucreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsucre [alias]

Voir : glucide..

Les corps simples

Les substances constituées d’atomes identiques, liés par des liaisons chimiques formant des molécules sont des corps simples.

Voir : corps simpleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcorps simple

Substance constituée d’atomes identiques, liés par des liaisons chimiques formant des molécules., moléculeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmolécule

Association d’un nombre fini d’atomes liés entre eux par des liaisons en général covalentes et parfois ioniques..

Réflexion pédagogique

Il ne faut pas confondre la notion d’élément chimique avec celle:

d’espèce chimique : qui est plus générale ; elle peut évoquer tant des éléments chimiques que des molécules ou des ions ;
d’élément minéral : cette notion est surtout utilisée en biologie, la notion d’élément minéral désigne un élément chimique (C, N, H, O, P, S, etc.) présent dans la nature, non intégré à de la matière organique mais susceptible de l’être, s’il est absorbé par un organisme. Par ailleurs un «minéral» est un matériau solide, cristallisé, dans les conditions habituelles de température et de pression.

Voir : élément minéralplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélément minéral

Élément chimique (C, N, H, O, P, S, etc.) présent dans la nature, non intégré à de la matière organique mais susceptible de l’être, s’il est absorbé par un organisme., minéralplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigminéral

Le terme minéral est également utilisé comme adjectif, avec un sens différent du substantif «minéral» envisagé plus haut..

Tableau : Pourcentages des différents éléments chimiques, en fonction de leurs masses totales respectives dans chaque enveloppe terrestre.

Pourcentages de différents éléments chimiques selon les enveloppes terrestres
Éléments	Atmosphère	Biosphère	Hydrosphère	Lithosphère
Azote (N)	75,6	0,3	traces	traces
Carbone (C)	traces	18	traces	traces
Hydrogène (H)	traces	10,5	11	0,1
Oxygène (O)	23,1	70	88	46,4
Autres éléments	traces	traces	traces	*52,5
* dont silicium 27,7 ; aluminium, 8,1 ; potassium, 2,6 ; magnésium, 2,1.