SynthèseSynthèse (SCP4010)(SCP4010)

Modèle atomiqueModèle atomiqueMatière est discontinueFormée d'atomes indivisibles

Leucippe et Démocrite (il y a 2400)

Matière est continuePas de vide, pas d'atomes

Empédocle et Aristote

Dalton (début dix-neuvième)

Corps simples et composésIl revient avec l'idée de l'atome

Modèle atomiqueModèle atomique Thomson (atome est divisible)Thomson (atome est divisible)

– Électron et électricitéÉlectron et électricité

Rutherford (expérience scientifique)Rutherford (expérience scientifique)– Radioactivité, photo et électricitéRadioactivité, photo et électricité– Fait, observé et ses conclusionsFait, observé et ses conclusions

BohrBohr– Niveaux d’énergieNiveaux d’énergie

ChadwickChadwick– Neutrons dans le noyauNeutrons dans le noyau

-

-

-

-- -

-

--

-+

+

+

+

++

--

- -

+++-

-

-

-

+

Modèle actuel SimplifiéModèle actuel Simplifié

Noyau très petitNoyau très petit Il contient des protons(+) et des neutronsIl contient des protons(+) et des neutrons

– Qui forment la masse de l’atomeQui forment la masse de l’atome Les électrons(-) tournent autour du noyau sur Les électrons(-) tournent autour du noyau sur

des niveaux d’énergie bien définisdes niveaux d’énergie bien définis– Ils sont très très petitsIls sont très très petits

L’atome est neutre L’atome est neutre Beaucoup de vide entre le noyau et les Beaucoup de vide entre le noyau et les

électronsélectrons

Tableau périodiqueTableau périodique

De MendeleïvMétaux et non-métauxSolide, liquide, gazeuxFamilles

électrons de valencesPériodes# atomiqueMasse atomique

tableau

I A

IIA IIIA IVA VA VIAVIIA

VIIIA

IIIB I B

IIB

Familles des actinides et lanthanides

Mtaux

H

B C N O FBe

Non-mtaux

Mtaux de transitions

Li

He

Al

Nombre de masseNombre de masse Prenons le lithium comme exemplePrenons le lithium comme exemple

– Possède toujours 3 protonsPossède toujours 3 protons– Généralement 4 neutronsGénéralement 4 neutrons– Nombre de masse de cet atome est 3 + 4 = 7Nombre de masse de cet atome est 3 + 4 = 7

C’est toujours un nombre entierC’est toujours un nombre entier– La masse totale d’un noyau est à peu près égale à La masse totale d’un noyau est à peu près égale à

la somme du nombre de protons et du nombre de la somme du nombre de protons et du nombre de neutrons.neutrons.

– L’unité de masse est u (1/12 carbone)L’unité de masse est u (1/12 carbone)

Isotopes Isotopes Les atomes d'un même élément n'ont pas tous

le même nombre de neutronsCe sont des isotopes différents d'un même

élémentNotation atomique d'un isotope: 12 13 14

C C C 6 6 6 Isotopes du carbone

Abondance relative(%) pour calculer la masse atomique. Page 3.28

Ion positifIon positifL'atome de magnésium est devenu un ion positif

12p+12n

Mg+2

12p(+) et 10(-) = +2Mg Mg

+2+ 2

Un ion positif s'appelle un cation

Ion négatifIon négatifPrenons l'exemple de l'atome de fluorIl lui manque 1 pour avoir une couche complète (8)

9p+10n

F

9p+10n

F-1

9p(+) et 10(-)= -1F + 1

F-1

Un ion négatif s'appelle un anion

Trois types de changementsTrois types de changementsDans la matière

Physiques

Chimiques

Nucléaires

Changement nucléaireChangement nucléaireModification au coeur même du noyauLes énergies en cause sont énormes

Exemples: *radioactivité (rayons) *transmutation *désintégration *fission nucléaire *fusion nucléaire

Trois types de rayonnementsTrois types de rayonnements Les rayonnements qui proviennent du noyau se nomment des radiations nucléaires.

Ce sont les rayons alpha, bêta et gamma.

gamma

bêta

alpha

Nature des rayonnementsNature des rayonnementsCorpusculairesAlpha et bêta (Ils sont fait de matière)

Ondulatoires (spectre électromagnétique)Gamma et X (énergie qui voyage sous forme

d'onde)

Ce sont des rayons ionisants

TransmutationTransmutation Les éléments radioactifs se désintègrent Les éléments radioactifs se désintègrent

– Ils se changent en d’autres éléments plus Ils se changent en d’autres éléments plus stablesstables

Chaque désintégration s’accompagne de Chaque désintégration s’accompagne de radiations; alpha, bêta et gammaradiations; alpha, bêta et gamma

Rappel:Rappel: Dans une désintégration alphail y a éjection d’un noyau He

Dans une désintégration bêtaun neutron éjecte un électron

Neutron

Électron (-)

Proton +

Exemple:

Équations de désintégrationÉquations de désintégration

Carbone 14

+6

1 4 C 71 4 N

L’équation de cette désintégration est:6

1 47

1 4 0C N é

Dans cette équation la masse est conservée 1 4 1 4 0

Équations de désintégrationÉquations de désintégrationSuite

U ranium thorium particu le2 3 8 2 3 4

9 22 3 8

9 02 3 4

24U T h H e L’équation de cette désintégration est:

Dans cette équation la masse est conservée 2 3 8 2 3 4 4

Le nombre de protons est aussi conservé 9 2 9 0 2

Trouver un terme manquantTrouver un terme manquantDans une équation de désintégration

8 22 1 4 Pb X X X 1) 8 3

2 1 4 B i 8 42 0 8

8 22 0 4P o P b 2)

1 63 5

1 73 5S C l 3) 4) 9 2

2 3 89 0

2 3 424U T h H e

24 H e

1 63 5 S

9 22 3 8U

Demi-vieDemi-vie

La demi-vie est le temps qu’il faut La demi-vie est le temps qu’il faut pour que se désintègre la moitié pour que se désintègre la moitié d’une quantité ....d’une quantité ....

On utilise la demi-vie pour faire des On utilise la demi-vie pour faire des calculs de temps ou de quantité.calculs de temps ou de quantité.

Ex.: Radium 226Ex.: Radium 226Années Grammes

01620

3240

4860

40

20

10

5

Toujours 0 au départ

Énergie nucléaireÉnergie nucléaire

Produite par la cassure d'un noyauC'est la fission nucléaireRéaction en chaîne

Produite par la fusion de petits noyauxC'est la fusion nucléaireDeutérium et tritium

ÉnergieÉnergie

Défaut de masseDifférence entre la masse des composantes du noyau et du noyau.

Énergie, perte de masse et stabilité du noyau.

La fusion nucléaire produit de 3 à 4 fois plus d‘énergie que la fission (Plus de perte de masse)

Masse perdue Énergie dégagée Stabilité gagnée

Petite Peu Peu

Grande Beaucoup Beaucoup

UtilisationsUtilisations

Militaires (Bombe A et Bombe H)

Électricité (Centrale Candu et les autres)

Médicales (Traceurs, radiothérapie et stérilisation)

Irradiation des aliments (Tuer des micro-organismes...)

Datation au carbone 14 (Demi-vie = 5730 ans)

Mesure de rayonnementMesure de rayonnement

Désintégration Ci et Bq

Énergie reçue Gy et rad

Potentiel nocif Sv et rem

Sources de rayonnementSources de rayonnementNaturel

Rayons cosmiques...Sol radioactifMinéraux et roches radioactifs ....Gaz radioactifSpécialement le radon 222

Isotopes radioactifs trouvés naturellement dans le corps.. 40K , 14C … U F4

Sources de rayonnementSources de rayonnementArtificiel

Mdecine Matriaux de construction Centrales nuclaires Essais d'armes nuclaires Tlvision et autres appareils CigarettesAutres

Les risquesLes risques

►Oprations minires

►Raffinage du minerais

►Transport

►Utilisation dans la centrale

►Gestion des dchets

Les conséquencesLes conséquences

►Sur la santADN Cancer

►L'environnementAnimaux, plantes

►Politiques ►Secrets → Démocratie

Les avantagesLes avantages☻Militaire (MAD)

☻nergie

☻Mdecine

☻Alimentation

☻conomiques

☻Environnement

FinPar Florent Martin

Centre l’Escale