Un noyau entouré d’électrons
Explication
Un atome possède un noyau autour duquel se trouvent des électrons. Les protons et les neutrons appartiennent au noyau, tandis que les électrons l’entourent.
Le nombre de protons, noté $$Z$$
Explication
L’élément chimique est déterminé par son nombre de protons, appelé nombre atomique . Le nombre désigne plutôt le total des nucléons du noyau.
$$12$$ neutrons
Explication
Le nombre de neutrons se calcule avec , donc . Le nombre correspond aux protons et non aux neutrons.
Des isotopes du même élément
Explication
Des noyaux ayant le même nombre de protons appartiennent au même élément, même si leur nombre de nucléons diffère : ce sont des isotopes. Une différence de nucléons traduit notamment une différence du nombre de neutrons.
La naissance de l’Univers il y a environ 13,8 milliards d’années
Explication
Le Big Bang décrit la naissance de l’Univers, estimée à environ 13,8 milliards d’années. La formation des noyaux atomiques relève de la nucléosynthèse, qui constitue un processus distinct.
La formation de noyaux atomiques par diverses réactions nucléaires
Explication
La nucléosynthèse désigne la synthèse de noyaux par capture de neutrons ou de protons, fusion ou fission nucléaire. Elle ne désigne donc pas la naissance de l’Univers elle-même.
L’expansion fait baisser la température et la densité
Explication
La nucléosynthèse primordiale cesse lorsque l’expansion rend la température et la densité trop faibles pour poursuivre efficacement les réactions. Elle forme principalement le deutérium puis des éléments légers, contrairement à la nucléosynthèse stellaire.
L’hydrogène et l’hélium 4
Explication
La nucléosynthèse primordiale laisse principalement de l’hydrogène et de l’hélium 4, avec environ un noyau d’hélium pour douze protons. Les éléments plus lourds sont associés à des processus ultérieurs, notamment stellaires.
Dans les étoiles, par fusion de noyaux légers
Explication
La nucléosynthèse stellaire se déroule dans les étoiles et transforme des noyaux légers en noyaux plus lourds par fusion. La nucléosynthèse primordiale, elle, a eu lieu au début de l’Univers.
Jusqu’au fer, à l’exception du lithium, du bore et du béryllium
Explication
La fusion stellaire produit des éléments jusqu’au fer, tandis que le lithium, le bore et le béryllium constituent des exceptions parmi les éléments légers. L’uranium et les autres noyaux très lourds ne sont pas atteints par cette limite générale de fusion.
Des noyaux d’hydrogène forment progressivement de l’hélium en libérant de l’énergie
Explication
Dans une étoile comme le Soleil, la fusion de noyaux d’hydrogène produit progressivement de l’hélium et libère de l’énergie. Le processus ne correspond donc ni à une transformation de l’hélium en hydrogène ni à une désintégration du fer.
L’assemblage de deux noyaux légers en un noyau plus lourd
Explication
La fusion réunit deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd et peut libérer de l’énergie. La séparation d’un noyau lourd correspond à la fission, et non à la fusion.
Un noyau lourd se scinde en noyaux plus légers, souvent après une interaction avec un neutron
Explication
La fission scinde un noyau lourd en noyaux plus légers, généralement sous l’effet d’une interaction avec un neutron, et peut libérer de l’énergie. L’assemblage de noyaux légers décrit plutôt la fusion.
Environ 90 % d’hydrogène, 10 % d’hélium et des traces d’autres éléments
Explication
L’hydrogène constitue environ 90 % des atomes de l’Univers et l’hélium environ 10 %, tandis que les autres éléments sont à l’état de traces. La forte présence d’oxygène, de silicium, de magnésium et de fer caractérise plutôt la Terre.
L’oxygène, le silicium, le magnésium et le fer
Explication
La Terre contient surtout de l’oxygène, du silicium, du magnésium et du fer. Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote dominent plutôt dans la matière vivante.
Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote
Explication
La matière vivante est principalement constituée de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote. Le groupe formé par l’oxygène, le silicium, le magnésium et le fer correspond davantage à la composition dominante de la Terre.
La transformation spontanée de noyaux instables en d’autres noyaux
Explication
La désintégration radioactive est une transformation spontanée de noyaux instables en d’autres noyaux. Pour un noyau individuel, elle est aléatoire, tandis qu’un grand ensemble évolue selon une loi statistique régulière.
La durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initiaux se désintègre
Explication
La demi-vie est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initialement présents s’est désintégrée. Elle ne représente ni le temps de disparition totale ni un intervalle fixe entre deux désintégrations individuelles.
$$N=\frac{N_0}{2^n}$$
Explication
Après chaque demi-vie, la quantité restante est divisée par deux ; après demi-vies, elle vaut donc . L’expression décrit une croissance, contraire à la désintégration radioactive.
$$t=n\times t_{1/2}$$
Explication
L’âge estimé correspond au nombre de demi-vies écoulées multiplié par la durée d’une demi-vie, soit . Diviser la demi-vie par ne donne pas la durée totale écoulée.
Mémorisez les réponses avec 37 flashcards sur Éléments chimiques et nucléosynthèse.
De quoi est constitué un atome ?
D'un noyau entouré d'électrons.
Qu'est-ce que le nombre de protons Z définit ?
L'élément chimique.
Quelle est la formule du nombre de neutrons N dans un noyau ?
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