« Structure de l'atome/Noyau » : différence entre les versions
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==Le noyau : protons et neutrons== |
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Il a été mis en évidence par Ernest Rutherford (élève de J.J. Thomson) en 1911 qui a bombardé une feuille d'or très fine (0,1 µm) avec des noyaux d'hélium. Le faisceau du noyau traverse la feuille sans subir d'atténuation ou presque : seule une faible partie des noyaux est déviée. |
Il a été mis en évidence par Ernest Rutherford (élève de J.J. Thomson) en 1911 qui a bombardé une feuille d'or très fine (0,1 µm) avec des noyaux d'hélium. Le faisceau du noyau traverse la feuille sans subir d'atténuation ou presque : seule une faible partie des noyaux est déviée. |
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Rutherford postula que la masse de l'atome se trouvait concentrée en un volume assimilable à une sphère, le noyau atomique, de rayon très petit par rapport au rayon atomique, de l'ordre de <math>10^{-14} m</math>. La matière a donc une structure très largement lacunaire. Pour cette raison, ce modèle se trouve d'abord rejeté. |
Rutherford postula que la masse de l'atome se trouvait concentrée en un volume assimilable à une sphère, le noyau atomique, de rayon très petit par rapport au rayon atomique, de l'ordre de <math>10^{-14} m</math>. La matière a donc une structure très largement lacunaire. Pour cette raison, ce modèle se trouve d'abord rejeté. |
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===Le proton=== |
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[[Fichier:Ray canaux.png|thumb|Mise en évidence du proton.]] |
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Il a été mis en évidence par Eugen Goldstein en 1886 dans les rayons canaux et identifié, suite aux travaux de Perrin avec un de ses étudiant, Max Wien en 1901. On provoque une décharge électrique dans un gaz raréfié, le dihydrogène <math>H_2</math>. Les électrons accélérés par la différence de potentiel ionisent des atomes d'hydrogène en formant des noyaux <math>H^+</math> ou protons. Le faisceau du proton est observé à l'arrière de la cathode si on a aménagé un canal, d'où le nom. |
Il a été mis en évidence par Eugen Goldstein en 1886 dans les rayons canaux et identifié, suite aux travaux de Perrin avec un de ses étudiant, Max Wien en 1901. On provoque une décharge électrique dans un gaz raréfié, le dihydrogène <math>H_2</math>. Les électrons accélérés par la différence de potentiel ionisent des atomes d'hydrogène en formant des noyaux <math>H^+</math> ou protons. Le faisceau du proton est observé à l'arrière de la cathode si on a aménagé un canal, d'où le nom. |
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De ces expériences, on a tiré la charge du proton : <math>q = 1,6022.10^{-19} C</math> et sa masse <math>m_p = 1,6726.10^{-27} kg</math>, soit 1836<math>m_c</math> |
De ces expériences, on a tiré la charge du proton : <math>q = 1,6022.10^{-19} C</math> et sa masse <math>m_p = 1,6726.10^{-27} kg</math>, soit 1836<math>m_c</math> |
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===Le neutron=== |
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Il a été mis en évidence par James Chadwick (élève de Rutherford) en 1932. |
Il a été mis en évidence par James Chadwick (élève de Rutherford) en 1932. |
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Chadwick mesura les énergies cinétiques des neutrons expulsés et mesura la masse de la particule incidente. <math>m_n = 1,6749.10^{-27} \, \mathrm{kg}</math> |
Chadwick mesura les énergies cinétiques des neutrons expulsés et mesura la masse de la particule incidente. <math>m_n = 1,6749.10^{-27} \, \mathrm{kg}</math> |
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==Propriétés== |
== Propriétés == |
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===Le noyau=== |
=== Le noyau === |
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{{Définition|titre=Définition du noyau|contenu=Le noyau désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (10<sup>-15</sup> m) est considérablement plus petite que celle de l'atome (10<sup>-10</sup> m) et concentre quasiment toute sa masse.}} |
{{Définition|titre=Définition du noyau|contenu=Le noyau désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (10<sup>-15</sup> m) est considérablement plus petite que celle de l'atome (10<sup>-10</sup> m) et concentre quasiment toute sa masse.}} |
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===Le neutron=== |
=== Le neutron === |
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{{Définition|titre=Définition du neutron|contenu=Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Sa masse est de <math>m_n = 1,6749.10^{-27} \, \mathrm{kg}</math>.}} |
{{Définition|titre=Définition du neutron|contenu=Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Sa masse est de <math>m_n = 1,6749.10^{-27} \, \mathrm{kg}</math>.}} |
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===Le proton=== |
=== Le proton === |
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{{Définition|titre=Définition du proton|contenu=Le proton porte une charge électrique « positive » de 1, |
{{Définition|titre=Définition du proton|contenu=Le proton porte une charge électrique « positive » de 1,602×10⁻¹⁹ C et sa masse est de <math>m_p = 1,6726.10^{-27} \, \mathrm{kg}</math>.}} |
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''Remarque'' : Deux noyaux avec des nombres de protons identiques mais des nombres de neutrons différent sont des '''isotopes'''. Ils appartiennent au même élément chimique. Les [[Principes de la physique nucléaire|réactions nucléaires]] font appel aux propriétés des noyaux et peuvent différer d'un isotope à l'autre. |
''Remarque'' : Deux noyaux avec des nombres de protons identiques mais des nombres de neutrons différent sont des '''isotopes'''. Ils appartiennent au même élément chimique. Les [[Principes de la physique nucléaire|réactions nucléaires]] font appel aux propriétés des noyaux et peuvent différer d'un isotope à l'autre. |
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===Exercice=== |
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[[Catégorie:Structure de l'atome]] |
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Version du 27 décembre 2008 à 19:09
Le noyau : protons et neutrons
Il a été mis en évidence par Ernest Rutherford (élève de J.J. Thomson) en 1911 qui a bombardé une feuille d'or très fine (0,1 µm) avec des noyaux d'hélium. Le faisceau du noyau traverse la feuille sans subir d'atténuation ou presque : seule une faible partie des noyaux est déviée.
Rutherford postula que la masse de l'atome se trouvait concentrée en un volume assimilable à une sphère, le noyau atomique, de rayon très petit par rapport au rayon atomique, de l'ordre de . La matière a donc une structure très largement lacunaire. Pour cette raison, ce modèle se trouve d'abord rejeté.
Le proton
Il a été mis en évidence par Eugen Goldstein en 1886 dans les rayons canaux et identifié, suite aux travaux de Perrin avec un de ses étudiant, Max Wien en 1901. On provoque une décharge électrique dans un gaz raréfié, le dihydrogène . Les électrons accélérés par la différence de potentiel ionisent des atomes d'hydrogène en formant des noyaux ou protons. Le faisceau du proton est observé à l'arrière de la cathode si on a aménagé un canal, d'où le nom.
De ces expériences, on a tiré la charge du proton : et sa masse , soit 1836
Le neutron
Il a été mis en évidence par James Chadwick (élève de Rutherford) en 1932.
Le bombardement d'une cible de béryllium par des noyaux d'hélium émet des neutrons : .
Ceux ci n'ont pu être détectés que suite à leur action sur de la paraffine : cela a provoqué l'expulsion de protons détectés par un compteur Geiger.
Le rayon issu du béryllium n'étant pas dévié par des champ électriques et magnétiques il ne pouvait s'agir que d'un rayonnement électromagnétique ou d'un faisceau de particules neutres.
Chadwick mesura les énergies cinétiques des neutrons expulsés et mesura la masse de la particule incidente.
Propriétés
Le noyau
Le noyau désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (10-15 m) est considérablement plus petite que celle de l'atome (10-10 m) et concentre quasiment toute sa masse.
La masse du noyau correspond à la somme des masses des protons et neutrons le constituant.
Le neutron
Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Sa masse est de .
Le proton
Le proton porte une charge électrique « positive » de 1,602×10⁻¹⁹ C et sa masse est de .
Remarque : Deux noyaux avec des nombres de protons identiques mais des nombres de neutrons différent sont des isotopes. Ils appartiennent au même élément chimique. Les réactions nucléaires font appel aux propriétés des noyaux et peuvent différer d'un isotope à l'autre.
Exercice
 Faites ces exercices : l'électron et le noyau.
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