ATOMES |
:NOYAU : |
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Calcul de la masse de l'atome d'HELIUM:
La masse des électrons peut donc bien être considérée comme négligeable devant celle du noyau.
La masse volumique du noyau d'hélium est de l'ordre de 232 millions de tonnes par cm3 ! Ce serait la masse volumique de la matière habituelle si les noyaux d'atomes étaient jointifs entre eux sans nuages d'électrons. On peut donc dire que la matière habituelle est essentiellement constitué de vide.
conclusion
NOYAU : protons (+) et neutrons(0)
NUAGE ELECTRONIQUE : électrons (-)
Un atome est électriquement neutre:
nombre de p(+) = nombre d'électrons( -)
La masse d'un atome est concentrée dans son noyau:
m(proton) » m(neutron). >>
m(electron).
Donc m(atome) = nombre de nucléon X m(proton)
La matière a une structure lacunaire car elle est essentiellement constituée de vide
Graphe du rayon atomique en fonction du nombre de proton d'un noyau
Sur ce graphe sont représentés les rayons d'une centaine d'atomes. On remarque que le rayon d'un atome (donc son volume) ne dépend pas du nombre d'électrons autour du noyau. La valeur moyenne se situe autour de 0.15 nm.
Les noyaux contiennent des PROTONS ( chargés +) et des NEUTRONS ( neutres) de masse a peu près identique.
Les protons + devraient se repousser s'il n'existait que l'interaction électromagnétique. Cependant, il est très difficile de les séparer car ils sont confinés dans un petit volume par une interaction beaucoup plus puissante appelée interaction forte.
Les protons et les neutrons ne sont pas des particules élémentaires. ils sont constitués chacun de 3 QUARKS de deux "saveurs" . le quark u(up) charge +2/3 et le quark d (down) de charge -1/3.
nucléon |
structure |
charge totale |
||
proton |
u |
u |
d |
2/3+2/3 -1/3 = +1 |
neutron |
u |
d |
d |
2/3 -1/3 -1/3 = 0 |
nombre de masse>> |
A | X | <<symbole de l'élément |
numéro atomique>> |
Z |
A : nombre de masse | = nombre de nucléons donc :nombre de protons + neutrons | |
Z : numéro atomique | = nombre de protons. |
exemple
11 protons et 12 neutrons |
23 | Na | << symbole du SODIUM |
11 protons |
11 |
ISOTOPES:
Dans un échantillon de matière tous les noyaux d'atomes ne sont pas identiques. Il peuvent différer par leur nombre de neutrons. Par exemple il existe deux types de noyau de CHLORE dans la nature :
35 | Cl | et |
37 | Cl | |
17 | 17 | ||||
nbre de protons | 17 | 17 | |||
nombre de neutrons | 35-17=18 | 37-17=20 | |||
abondance relative | 75% |
25% |
Finalement c'est le numéro atomique Z, c'est à dire le nombre de protons d'un noyau qui donne l'identité à l'élément. Car