Fiche de révision : Histoire de la matière

📋 Plan du Cours

1. Constitution et notation de l’atome
2. Origine des éléments chimiques
3. Abondance des éléments
4. Découverte et nature de la radioactivité
5. Désintégration et demi-vie
6. Applications et risques

📅 Repères chronologiques

1. 1896Henri Becquerel a découvert la radioactivité en observant qu’un composé contenant de l’uranium tachait une plaque photographique placée dans l’obscurité.
2. 1898Marie Curie a généralisé la radioactivité et découvert avec Pierre Curie le polonium et le radium, des éléments très radioactifs.
3. années 1930La radioactivité a commencé à être utilisée pour localiser des cellules et comprendre leur métabolisme.

📖 1. Constitution et notation de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Constitué d’un noyau contenant des protons et des neutrons, entouré d’électrons, et électriquement neutre.

📝 Points essentiels

• Les nucléons sont les protons et les neutrons du noyau atomique.

• Il existe 118 éléments chimiques différents, caractérisés par leur nombre de protons.

• Dans l’écriture conventionnelle d’un élément, Z est le numéro atomique égal au nombre de protons et A est le nombre de masse égal au nombre de nucléons, avec le symbole chimique X.

💡 Astuce mémo

APEN : atome, protons, électrons, nucléons

📖 2. Origine des éléments chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Fission nucléaire : Scission d’un élément en deux après bombardement par un neutron, comme dans le cas de l’uranium.
• Fusion nucléaire : Association de deux éléments pour en former un autre plus lourd, avec émission d’une particule, comme lors de la fusion de l’hydrogène.

📝 Points essentiels

• Il y a 13,8 milliards d’années, le Big Bang a donné naissance aux premières particules élémentaires, puis à l’hydrogène et à l’hélium.

• Les protons, les neutrons et les électrons se sont assemblés pour former les premiers éléments chimiques, l’hydrogène et l’hélium, qui ont ensuite formé des étoiles.

💡 Astuce mémo

Big Bang → particules → éléments légers → étoiles → éléments lourds

📖 3. Abondance des éléments

📝 Points essentiels

• Dans l’Univers, les deux éléments principaux sont l’hydrogène et l’hélium, et la composition du Soleil est quasiment identique à celle de l’Univers.

• Sur Terre, les abondances relatives sont les suivantes:

  • 32 % pour le fer
  • 30 % pour l’oxygène
  • 14 % pour le magnésium
  • 15 % pour le silicium
  • 9 % pour les autres éléments

💡 Astuce mémo

Univers et Soleil : hydrogène-hélium ; Terre : fer-oxygène

📖 4. Découverte et nature de la radioactivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Radioactivité : Phénomène naturel au cours duquel un noyau instable, possédant trop de protons, de neutrons ou des deux, se désintègre en émettant un rayonnement et/ou une particule.

📝 Points essentiels

📌 La désintégration radioactive est spontanée et aléatoire, et elle produit un noyau plus stable.

💡 Astuce mémo

Becquerel découvre → Curie généralise → polonium et radium

📖 5. Désintégration et demi-vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Demi-vie : Durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs d’un échantillon se soit désintégrée.

★ À maîtriser

• La demi-vie, aussi appelée période radioactive, est caractéristique de chaque isotope radioactif et peut être déterminée à partir de sa courbe de décroissance.

• Après une demi-vie, il reste la moitié des noyaux radioactifs ; après deux, trois et quatre demi-vies, il en reste respectivement un quart, un huitième et un seizième.

Compléments

• Les demi-vies indiquées sont de 13 heures pour l’iode 123, 8 jours pour l’iode 131, 30,2 ans pour le césium 137 et 4,5 milliards d’années pour l’uranium 238.

💡 Astuce mémo

Noyau instable → désintégration → rayonnement → noyau plus stable

📖 6. Applications et risques

📝 Points essentiels

• Dès 1901, les rayonnements du radium sont utilisés pour éliminer les tumeurs cancéreuses grâce à la radiothérapie.

• La radioactivité est utilisée dans plusieurs domaines: l’énergie avec les centrales nucléaires, le domaine médical avec la radiothérapie et l’imagerie, la science avec la datation des échantillons

📌 L’exposition à la radioactivité doit être surveillée selon la dose et la fréquence, car elle peut provoquer des brûlures, des lésions, une stérilité, des mutations génétiques et des cancers.

📊 Tableaux de synthèse

Fission et fusion nucléaires