Structure de la matière(géochimie)

Travail élaboré par : Maroua ELFESSIFaculté des sciences de Tunis

Un atome ( Constituant fondamental de la matière)

Noyau Les électrons +(nucléid

e)

Protons Neutrons

Le nombre de protons Z=Numéro atomique varie de 1 (H) à 92 (U) dans les éléments naturels

Le nombre de Neutrons N

Le noyau atomique

Pour identifier un nucléide , on utilise la notation suivante :

X : Le symbole chimique de l’élément chimique en question

A: Le nombre de masse, A=Z+N, le nombre total de nucléons

Z:Nombre de protons : le numéro atomique

Les nucléides isobares : Sont les noyaux d’atomes qui ont le même nombre de nucléons ALes nucléides isotones : Sont les noyaux d’atomes qui ont le même nombre de neutrons N Les nucléides isotopes : Sont les noyaux d’atome s qui ont le même nombre de protons ZRq:les propriétés chimiques d’un élément sont déterminées par le nombre de ses électrons donc les isotopes sont chimiquement identiques

Isotopes, Isotones et Isobares

C’est une branche de la géochimie qui étudie à la fois l’abondance et la répartition des différents isotopes d’un élément donné

Elle utilise les comportements physiques de ces isotopes pour comprendre les mécanismes géologiques

La géochimie isotopique

Les isotopes radiogéniques : Utilisés en géochronologie

Les isotopes stables : Utilisés comme géothermomètres Les isotopes radiogéniques et stables : sont utilisés comme traceurs

Les isotopes stables

A l'inverse des isotopes radioactifs, les isotopes stables n'engendrent aucune radioactivité car leur noyau étant moins lourd, il est énergétiquement stable et ne subit donc aucune modification de sa structure nucléaire.Les isotopes stables ne permettent donc pas de dater des événements, en revanche ils vont nous permettre d'identifier des processus physico-chimiques et de caractériser des sources ayant une signature isotopique spécifique

Un isotope radioactif Un isotope radioactif est un

isotope qui subit naturellement une réaction

de désintégration.

La masse atomiquela masse de l’électron est très petite par rapport à celle du proton et la masse du neutron est pratiquement égale à celle du proton. Le nombre de masse A est pratiquement égal à la masse d’un atome exprimé sous forme d’un multiple de la masse du proton

Les masses atomiques s’expriment en fonction de l’unité de masse atomique (u ou uma). Par définition, la masse de l’atome neutre de l’isotope du carbone est égale exactement à 12 u. On convient aussi de définir que 12g de l’isotope contient NC126C126A=6,02·1023 atomes (où NA est le nombre d’Avogadro).

On trouve alors:

1 u = 1,660 54 · 10-27 kg1 kg = 6,022 14 · 1026 u

Les masses du proton, du neutron et de l’électron sont :

mp = 1,672 64 · 10-27 kg = 1,007 276468 umn = 1,6749534 0 · 10-27 kg = 1,008 6654 ume = 9,109534 · 10-31 kg = 0,000 55 u

Les masses atomiques qui apparaissent dans le tableau périodique sont les moyennes pondérées selon les divers isotopes de chaque élément. Par exemple le chlore a deux isotopes de masses approximatives 35u (75,4%) et 37u (24,6%). La masse atomique indiquée est donc 35 (0,754) + 37 (0,246) = 35,5u. Le nombre de masse A d’un isotope est numériquement égal à sa masse atomique exprimée en unités de masse atomique et arrondie à la valeur entière la plus proche.