Qu’est-ce que la radioactivité?

Le noyau renferme des protons et des neutrons

L’électron tourne en orbite autour du noyau

Proton : Charge positive, nombre de masse de 1

Neutron : Charge neutre, nombre de masse de 1

Électron : Charge négative, nombre de masse près de 0

Aperçu du noyauAperçu du noyau

Charge neutre

Charge négative

Charge positive

Neutron

Électron

Proton

B95• La notation atomique

donne tous les renseignements utiles sur la structure de l’atome

• Pour le bore 5 protons 5 électrons• Nombre de masse = 9 4 neutrons

Symbole atomique

Numéro atomique (nombre de protons)

Nombre de masse

Notation atomiqueNotation atomique

À l’aide du tableau périodique, trouvez les renseignements ci-après pour chaque atome des éléments suivants :

numéro atomique nombre de protons nombre d’électrons nombre de masse nombre de neutrons notation atomique

1) baryum 2) uranium 3) chlore

Une mine de renseignementsUne mine de renseignements

Baryum Uranium ChloreNuméro atomique 56 92 17

Nombre de protons

56 92 17

Nombre d’électrons

56 92 17

Nombre de masse 137 238 35

Nombre de neutrons

81 146 18

Notation atomique

Ba137

56 U238

92 Cl35

17

RéponsesRéponses

O168 O17

8et O18

8et

Ces symboles représentent les trois isotopes de l’oxygène présents à l’état naturel, qui possèdent chacun un nombre de neutrons différent. renferme 8 protons et 8 neutrons

renferme 8 protons et 9 neutrons

renferme 8 protons et 10 neutrons

O16

8

O17

8

O18

8

On peut aussi utiliser

l’expression « oxygène 18 »

pour désigner l’isotope O18

8

Que représentent ces symboles?Que représentent ces symboles?

Les isotopes sont des atomes du même élément qui possèdent un nombre de masse différent.

Les différences de masse entre les trois isotopes de l’oxygène sont attribuables aux neutrons supplémentaires contenus dans le noyau.

On trouve les isotopes dans tous les composés qui renferment les éléments correspondants.

Les isotopes ont des propriétés différentes mais similaires, p. ex. l’eau ordinaire, qui renferme 2 atomes d’hydrogène ( ), bout à 100 oC; l’eau lourde, qui renferme du deutérium − isotope de l’hydrogène ( ), bout à 101,42 oC.

Ce sont des isotopesCe sont des isotopes

Dans le cas des isotopes, le noyau a changé (neutrons supplémentaires).

Par contre, dans les réactions chimiques, le noyau des réactifs et des produits demeure inchangé.

Une réaction qui modifie le noyau d’un atome est appelée « réaction nucléaire ».

Un nouveau type de réactionUn nouveau type de réaction

Les éléments dont le numéro atomique est égal ou inférieur à 83 (exceptions : technétium [43] et prométhium [61]) ont un ou plusieurs isotopes stables.

Tous les éléments dont le numéro atomique est supérieur à 83 ont des isotopes instables.

Le noyau de ces éléments se désintègre spontanément.

La désintégration spontanée d’un noyau est appelée « radioactivité ».

Le noyau qui se désintègre est dit radioactif.

Isotopes instablesIsotopes instables

Lorsqu’un noyau se désintègre, il émet : des particules alpha des particules bêta (électrons ou

positrons) des rayons gamma de l’énergie

Le nouveau nucléide obtenu est radioactif ou stable.

Désintégration radioactiveDésintégration radioactive

Particules alphaParticules alpha Désignées par le symbole , qui représente

« alpha » (première lettre de l’alphabet grec) Rapides et très énergétiques Particules relativement lourdes qui perdent

rapidement leur énergie cinétique Bloquées par une feuille de papier Peuvent se propager dans l’air sur une distance de

2,5 cm Pénètrent dans la peau à une profondeur de

seulement 0,3 mm Renferment 2 protons et 2 neutrons Rutherford a découvert que les particules alpha

sont en fait des atomes d’hélium He4

2

Un noyau instable qui émet une particule alpha subit une désintégration alpha

Le nouveau nucléide ainsi obtenu est un isotope

Exemple : L’uranium 238 subit une

désintégration alpha L’uranium 238 se désintègre

pour former un nouvel isotope − le thorium − et une particule alpha

Équation de laréaction nucléaire

Désintégration alphaDésintégration alpha

Particule alpha

* Le principe de conservation de la masse est respecté (aucune particule n’est détruite).

U238

92 Th234

90 He4

2

Particule alpha

Particules bêtaParticules bêta Désignées par le symbole β, qui représente

« bêta » (deuxième lettre de l’alphabet grec) Très rapides Très légères Bloquées par un écran de plomb

de 0,1 mm Peuvent se propager dans l’air sur une distance de

4,5 m Pénètrent dans la peau à une profondeur de 17 mm Charge positive ou négative

Électron

Désintégration bêtaDésintégration bêta

Désintégration β –

Un neutron dans le noyau se transforme en proton Le numéro atomique augmente de 1 (nouvel élément

par rapport à l’ancien) Au cours de cette conversion, un électron et un

antineutrino sont éjectés du noyau Phénomène aussi appelé « émission d’électrons » Exemple de désintégration β- :

On connaît deux types de désintégration bêta :

Électron Antineutrino

Th234

90 Pa234

91e0-1 v

__

Désintégration bêtaDésintégration bêtaDésintégration β +

Un proton dans le noyau se transforme en neutron Le numéro atomique diminue de 1 (nouvel élément par

rapport à l’ancien) Au cours de cette conversion, un positron et un neutrino

sont éjectés du noyau Phénomène aussi appelé « émission de positrons » Exemple de désintégration β+ :

Positron Neutrino

Na 22

11Ne

22

10e0

1 v

Rayons gammaRayons gamma Désignés par le symbole γ, qui représente

« gamma » (troisième lettre de l’alphabet grec) Type de rayonnements électromagnétiques ionisants Grand pouvoir de pénétration Fréquence la plus élevée et longueur d’ondes la plus

courte dans le spectre électromagnétique Émis lorsque le noyau d’un atome à l’état excité

libère de l’énergie, devenant ainsi plus stable Après une désintégration ou β, le noyau obtenu

demeure souvent à l’état excité. Il peut émettre un rayon gamma pour revenir à l’état normal.

Les réactions nucléaires sont similaires aux réactions chimiques ordinaires

Le principe de conservation de la masse est respecté Les équations montrent l’élément initial, le type de rayonnement

émis et les produits obtenus Exemple :

Atome radioactif Nouvel élément radioactif + particule émise

Particule alphaAtome d’uranium Nouvel isotope

Équations illustrant des réactionsÉquations illustrant des réactions

de désintégration radioactivede désintégration radioactive

Atome de thorium Nouvel isotope

Électron

U238

92 Th234

90 He4

2

Th234

90 Pa234

91e0-1