Qu’est-ce que la radioactivité?
Le noyau renferme des protons et des neutrons
L’électron tourne en orbite autour du noyau
Proton : Charge positive, nombre de masse de 1
Neutron : Charge neutre, nombre de masse de 1
Électron : Charge négative, nombre de masse près de 0
Aperçu du noyauAperçu du noyau
Charge neutre
Charge négative
Charge positive
Neutron
Électron
Proton
B95• La notation atomique
donne tous les renseignements utiles sur la structure de l’atome
• Pour le bore 5 protons 5 électrons• Nombre de masse = 9 4 neutrons
Symbole atomique
Numéro atomique (nombre de protons)
Nombre de masse
Notation atomiqueNotation atomique
À l’aide du tableau périodique, trouvez les renseignements ci-après pour chaque atome des éléments suivants :
numéro atomique nombre de protons nombre d’électrons nombre de masse nombre de neutrons notation atomique
1) baryum 2) uranium 3) chlore
Une mine de renseignementsUne mine de renseignements
Baryum Uranium ChloreNuméro atomique 56 92 17
Nombre de protons
56 92 17
Nombre d’électrons
56 92 17
Nombre de masse 137 238 35
Nombre de neutrons
81 146 18
Notation atomique
Ba137
56 U238
92 Cl35
17
RéponsesRéponses
O168 O17
8et O18
8et
Ces symboles représentent les trois isotopes de l’oxygène présents à l’état naturel, qui possèdent chacun un nombre de neutrons différent. renferme 8 protons et 8 neutrons
renferme 8 protons et 9 neutrons
renferme 8 protons et 10 neutrons
O16
8
O17
8
O18
8
On peut aussi utiliser
l’expression « oxygène 18 »
pour désigner l’isotope O18
8
Que représentent ces symboles?Que représentent ces symboles?
Les isotopes sont des atomes du même élément qui possèdent un nombre de masse différent.
Les différences de masse entre les trois isotopes de l’oxygène sont attribuables aux neutrons supplémentaires contenus dans le noyau.
On trouve les isotopes dans tous les composés qui renferment les éléments correspondants.
Les isotopes ont des propriétés différentes mais similaires, p. ex. l’eau ordinaire, qui renferme 2 atomes d’hydrogène ( ), bout à 100 oC; l’eau lourde, qui renferme du deutérium − isotope de l’hydrogène ( ), bout à 101,42 oC.
Ce sont des isotopesCe sont des isotopes
Dans le cas des isotopes, le noyau a changé (neutrons supplémentaires).
Par contre, dans les réactions chimiques, le noyau des réactifs et des produits demeure inchangé.
Une réaction qui modifie le noyau d’un atome est appelée « réaction nucléaire ».
Un nouveau type de réactionUn nouveau type de réaction
Les éléments dont le numéro atomique est égal ou inférieur à 83 (exceptions : technétium [43] et prométhium [61]) ont un ou plusieurs isotopes stables.
Tous les éléments dont le numéro atomique est supérieur à 83 ont des isotopes instables.
Le noyau de ces éléments se désintègre spontanément.
La désintégration spontanée d’un noyau est appelée « radioactivité ».
Le noyau qui se désintègre est dit radioactif.
Isotopes instablesIsotopes instables
Lorsqu’un noyau se désintègre, il émet : des particules alpha des particules bêta (électrons ou
positrons) des rayons gamma de l’énergie
Le nouveau nucléide obtenu est radioactif ou stable.
Désintégration radioactiveDésintégration radioactive
Particules alphaParticules alpha Désignées par le symbole , qui représente
« alpha » (première lettre de l’alphabet grec) Rapides et très énergétiques Particules relativement lourdes qui perdent
rapidement leur énergie cinétique Bloquées par une feuille de papier Peuvent se propager dans l’air sur une distance de
2,5 cm Pénètrent dans la peau à une profondeur de
seulement 0,3 mm Renferment 2 protons et 2 neutrons Rutherford a découvert que les particules alpha
sont en fait des atomes d’hélium He4
2
Un noyau instable qui émet une particule alpha subit une désintégration alpha
Le nouveau nucléide ainsi obtenu est un isotope
Exemple : L’uranium 238 subit une
désintégration alpha L’uranium 238 se désintègre
pour former un nouvel isotope − le thorium − et une particule alpha
Équation de laréaction nucléaire
Désintégration alphaDésintégration alpha
Particule alpha
* Le principe de conservation de la masse est respecté (aucune particule n’est détruite).
U238
92 Th234
90 He4
2
Particule alpha
Particules bêtaParticules bêta Désignées par le symbole β, qui représente
« bêta » (deuxième lettre de l’alphabet grec) Très rapides Très légères Bloquées par un écran de plomb
de 0,1 mm Peuvent se propager dans l’air sur une distance de
4,5 m Pénètrent dans la peau à une profondeur de 17 mm Charge positive ou négative
Électron
Désintégration bêtaDésintégration bêta
Désintégration β –
Un neutron dans le noyau se transforme en proton Le numéro atomique augmente de 1 (nouvel élément
par rapport à l’ancien) Au cours de cette conversion, un électron et un
antineutrino sont éjectés du noyau Phénomène aussi appelé « émission d’électrons » Exemple de désintégration β- :
On connaît deux types de désintégration bêta :
Électron Antineutrino
Th234
90 Pa234
91e0-1 v
__
Désintégration bêtaDésintégration bêtaDésintégration β +
Un proton dans le noyau se transforme en neutron Le numéro atomique diminue de 1 (nouvel élément par
rapport à l’ancien) Au cours de cette conversion, un positron et un neutrino
sont éjectés du noyau Phénomène aussi appelé « émission de positrons » Exemple de désintégration β+ :
Positron Neutrino
Na 22
11Ne
22
10e0
1 v
Rayons gammaRayons gamma Désignés par le symbole γ, qui représente
« gamma » (troisième lettre de l’alphabet grec) Type de rayonnements électromagnétiques ionisants Grand pouvoir de pénétration Fréquence la plus élevée et longueur d’ondes la plus
courte dans le spectre électromagnétique Émis lorsque le noyau d’un atome à l’état excité
libère de l’énergie, devenant ainsi plus stable Après une désintégration ou β, le noyau obtenu
demeure souvent à l’état excité. Il peut émettre un rayon gamma pour revenir à l’état normal.
Les réactions nucléaires sont similaires aux réactions chimiques ordinaires
Le principe de conservation de la masse est respecté Les équations montrent l’élément initial, le type de rayonnement
émis et les produits obtenus Exemple :
Atome radioactif Nouvel élément radioactif + particule émise
Particule alphaAtome d’uranium Nouvel isotope
Équations illustrant des réactionsÉquations illustrant des réactions
de désintégration radioactivede désintégration radioactive
Atome de thorium Nouvel isotope
Électron
U238
92 Th234
90 He4
2
Th234
90 Pa234
91e0-1