Latome

La structure de latomeOn reprsente latome comme tant compos de trois particules fondamentales : le proton le neutron llectronLes protons et les neutrons sont regroups dans un noyau compact, o est concentre sa masse, et les lectrons voluant des distances relativement grandes autour de ce noyau.Nous sommes maintenant en mesure de rassembler les diverses notions et de faire une synthse sur la structure de latome.Le numro atomique (Z)Le numro atomique dun lment dsigne le nombre de protons contenus dans le noyau de latome de cet lment.Le numro atomique dun lment permet galement de connatre: le rang occup par cet lment dans le tableau priodique. le nombre dlectrons de latome, ce nombre tant le mme que celui des protons dans latome neutre.

Le nombre de masse (A) (masse atomique) La dcouverte des neutrons et des isotopes a donn une vue plus complte du noyau.Le nombre de masse servira dsigner la somme totale de protons et de neutrons contenus dans le noyau dun atome.Lattribution du numro atomique et du nombre de masse un lment donn permet dtablir la structure atomique fondamentale de cet lment.

Exemple 1:

Quelle est la stucture dun atome dhydrogne, ?Dans ce cas, le numro atomique et le nombre de masse sont tous deux reprsents par le chiffre 1. Ainsi:Nombre de masse = Protons + Neutrons 1 = 1 + 0Cet atome dhydrogne est donc constitu dun noyau contenant un seul proton et aucun neutron et autour duquel volue un lectron.Daprs le modle de Bohr-Rutherford, cet atome peut tre reprsent de la faon suivante:

Exemple 2:

Quelle est la structure dun atome doxygne, ?Nombre de masse: 16Numro atomique: 8Nombre de masse = Protons + Neutrons 16 = 8 + 8Graphiquement, cet atome peut tre reprsent de la faon suivante:

Exemple 3 :

Quelle est la structure dun atome de chlore, ?Nombre de masse: 35Numro atomique: 17Nombre de masse = Protons + Neutrons 35 = 17 + 18Graphiquement, cet atome peut tre reprsent de la faon suivante:

La masse atomique relative

Par une convention adopte en 1961 par U.I.C.P.A. (lUnion internationale de chimie pure et applique), la masse atomique relative dun lment a t dfinie comme le rapport de la masse de son atome au 1/12e de la masse de latome de carbone 12. Le carbone 12, , est lisotope dont le noyau comprend 6 protons et 6 neutrons.Les masses atomiques inscrites dans le tableau priodique des lments sont des masses atomiques relatives moyennes des isotopes de chaque lment. Regardons lexemple du chlore.

Le chlore a deux isotopes connus: et . Le nombre de masse du premier est 35, celui du deuxime est 37. Dans le tableau priodique, pour le chlore, on trouve une masse de 35,5. Comment a-t-on obtenu cette valeur ?Lanalyse de spectre de masse montre que la rpartition des isotopes du chlore est denviron 76 % pour lisotope 35 et 24 % pour lisotope 37.La masse atomique relative de latome de chlore peut tre value de la faon suivante:76 % 35 = 26,6024 % 37 = 8,88 35,48Alors la masse relative dun atome de sera 35,48 ou 35,5.La masse atomique relative du Cl est donc 35,5 fois la douzime partie de la masse du carbone 12.Cette douzime partie de la masse atomique du carbone 12 est appele lunit de masse atomique, reprsente par u.m.a. La masse atomique relative dun atome de chlore est donc 35,5 u.m.a.Il en est ainsi pour toutes les masses atomiques relatives inscrites dans le tableau priodique. Cest ce qui explique que la plupart de ces valeurs ne sont pas des nombres entiers.Dans lanalyse des ractions chimiques, il nest habituellement pas ncessaire de tenir compte de lexistence des isotopes, puisquils ne modifient pas de faon significative les proprits chimiques. En prenant comme base de calcul les masses atomiques du tableau priodique, on tient automatiquement compte de la prsence des isotopes.

Les radio-isotopesLes isotopes dun lment donn se comportent tous de la mme faon au cours des ractions chimiques. Si lun deux est radioactif, on peut dtecter sa prsence grce des instruments sensibles aux radiations. Les isotopes radioactifs ou radio-isotopes peuvent tre dcels et retracs mme en trs faible concentration.On utilise les radio-isotopes en mdecine, dans la recherche et dans les industries. Prenons lexemple de liode, indispensable au bon fonctionnement de la glande thyrode. Quand on injecte un radio-isotope diode 131 dans lorganisme humain, il se concentre au niveau de cette glande. Le mdecin peut alors, grce au scanographe et aux images quil reproduit, lexaminer et diagnostiquer le moindre problme.Une tumeur maligne de la thyrode peut galement tre traite liode 131. En effet, les cellules cancreuses se rvlent plus vulnrables aux radiations que les cellules saines. Des doses suffisament leves diode radioactif peuvent faire diparatre une tumeur sans que la glande thyrode du patient en soit affecte de faon significative.Quelques-unes des mthodes les plus rcentes de diagnostic mdical emploient les radio-isotopes. Un scanographe de tomographie mettant des positrons peut reconstituer des images dorganes, comme le cur ou le cerveau. On injecte dans lorganisme, par voie intraveineuse, un radio-isotope tel lazote 13. Lappareil le retrace dans le corps. On recueille alors des millions de donnes fragmentaires. laide de ces donnes, un ordinateur reproduit lorgane en question sur son cran.Les chercheurs utilisent galement les isotopes radioactifs pour tudier les processus biologiques fondamenteux. Ainsi ils peuvent observer de quelle manire le phosphore se distribue dans une plante en pleine croissance. Ils peuvent aussi tudier comment un engrais sassimile un certain type de sol, en suivant les mouvements dun radio-isotope comme le phosphore 32.Dans les industries, les isotopes radioactifs sont aussi utiles pour dceler un dfaut dans une soudure, dans la structure dun appareil ou encore pour vrifier la durabilit des moteurs, des outils, etc.