Troisième Sciences et technologie Organisation et transformations de la matière

En bref À l'échelle de l'infiniment petit de l'Univers, on trouve les noyaux des atomes. Ces particules sont composées de particules encore plus petites : les nucléons. À chaque noyau est associé un symbole indiquant sa composition.

IDescription du noyau d'un atome

Un noyau est constitué de particules appelées nucléons qui sont de deux sortes :

– les protons, qui portent une charge électrique positive.

– les neutrons qui sont électriquement neutres.

Un noyau est donc chargé positivement, et sa charge correspond à celle des protons qu'il contient.

Un noyau a un diamètre de l'ordre de 10^–15 m, tandis que celui de l'atome est de l'ordre de 10⁻¹⁰ m.

À noter

Un noyau est environ 100 000 fois plus petit qu'un atome.

IIConnaître le symbole du noyau d'un atome

Chaque noyau est représenté par un symbole nous informant sur sa composition.

Tableau de 1 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 1 lignes ;Ligne 1 : XZA; X est le symbole de l'atome auquel appartient le noyau ;Z est le numéro atomique : c'est le nombre de protons du noyau ;A est le nombre de masse : c'est le nombre de nucléons du noyau.;

IIITrouver la composition en nucléons d'un noyau

Le nombre de protons dans le noyau nous est directement donné par la valeur du numéro atomique Z. Sachant que A représente le nombre total de nucléons (protons et neutrons), pour trouver le nombre N de neutrons il suffit de réaliser le calcul suivant :

N = A − Z

Exemple : le noyau de fluor a pour symbole $F_{9}^{19}$ ; il contient donc 19 nucléons (A = 19), parmi lesquels on trouve 9 protons (Z = 9) et 10 neutrons (N = A − Z = 19 − 9 = 10).

Méthode

Déterminer la composition et le symbole d'un noyau

Le dioxyde de carbone, de formule CO₂, est une molécule contenant des atomes de carbone et d'oxygène. Voici quelques renseignements concernant les noyaux de chacun de ces atomes :

– le noyau de carbone a pour symbole $C_{6}^{12}$ ;

– le noyau d'oxygène possède un nombre de masse A = 16 et un numéro atomique Z = 8.

1 Quelle est la composition du noyau de l'atome de carbone ?

2 Quelle est la composition et le symbole du noyau de l'atome d'oxygène ?

3 Il existe des noyaux de carbone dont les symboles sont : $C_{6}^{13}$ et $C_{6}^{14}$ . Qu'est-ce qui les différencient du premier noyau de carbone ?

Conseils

1 Détermine le nombre de protons et le nombre de neutrons à partir des nombres apparaissant dans le symbole du noyau.

2 Identifie ce que représentent A et Z et leur position dans le symbole du noyau.

Solution

1 Dans le symbole du noyau, 6 représente le nombre de protons et 12 le nombre de nucléons, c'est-à-dire la somme des protons et des neutrons.

On en déduit qu'il y a 6 protons et 12 − 6 = 6 neutrons dans le noyau de l'atome de carbone.

2 A représente le nombre de nucléons tandis que Z représente le nombre de protons.

On en déduit qu'il y a 8 protons et 16 − 8 = 8 neutrons dans le noyau de l'atome d'oxygène.

Le symbole général d'un noyau étant $X_{Z}^{A}$ , celui du noyau d'oxygène est donc $O_{8}^{16}$ .

3 Le noyau $C_{6}^{13}$ possède 6 protons et 13 − 6 = 7 neutrons.

Le noyau $C_{6}^{14}$ possède 6 protons et 14 − 6 = 8 neutrons.

Ils ont donc un nombre de neutrons différent.

Décrire l'Univers à l'échelle du noyau