Stabilité des isotopes
Les atomes ont besoin dun certain rapport de neutrons aux protons pour avoir un noyau stable. Avoir trop ou trop peu de neutrons par rapport aux protons entraîne un noyau instable ou radioactif qui se décomposera tôt ou tard en une forme plus stable. Ce processus est appelé désintégration radioactive. De nombreux isotopes ont des noyaux radioactifs, et ces isotopes sont appelés radio-isotopes. Lorsquils se désintègrent, ils libèrent des particules qui peuvent être nocives. Cest pourquoi les isotopes radioactifs sont dangereux et pourquoi travailler avec eux nécessite des combinaisons spéciales de protection. Lisotope du carbone appelé carbone-14 est un exemple de radio-isotope. En revanche, les isotopes du carbone appelés carbone-12 et carbone-13 sont stables.
Toute cette discussion sur les isotopes nous ramène à la théorie atomique de Dalton. Selon Dalton, les atomes dun élément donné sont identiques Mais si les atomes dun élément donné peuvent avoir différents nombres de neutrons, alors ils peuvent également avoir des masses différentes! Comment Dalton a-t-il manqué cela? Il savère que les éléments trouvés dans la nature existent sous forme de mélanges uniformes constants de leurs isotopes naturels. autrement dit, un morceau de lithium contient toujours les deux types de lithium naturel (le type à 3 neutrons et le type à 4 neutrons). De plus, il contient toujours les deux dans les mêmes quantités relatives (ou «abondances relatives»). un morceau de lithium, \ (93 \% \) sera toujours du lithium avec 4 neutrons, tandis que le \ (7 \% \) restant sera toujours du lithium avec 3 neutrons.
Dalton a toujours expérimenté avec de grands morceaux dun élément – morceaux contenant tous les isotopes naturels de cet élément élément. En conséquence, lorsquil a effectué ses mesures, il observait en fait les propriétés moyennes de tous les différents isotopes de léchantillon. Pour la plupart de nos objectifs en chimie, nous ferons la même chose et traiterons la masse moyenne des atomes. Heureusement, en plus davoir des masses différentes, la plupart des autres propriétés des différents isotopes sont similaires.
Il existe deux façons principales par lesquelles les scientifiques montrent fréquemment le nombre de masse dun atome qui les intéresse. Il est important de noter que le nombre de masse nest pas indiqué sur le tableau périodique. Ces deux méthodes incluent lécriture dun symbole nucléaire ou en donnant le nom de lélément avec le numéro de masse écrit.
Pour écrire un symbole nucléaire, le numéro de masse est placé en haut à gauche (exposant) du produit chimique symbole et le numéro atomique est placé en bas à gauche (indice) du symbole. Le symbole nucléaire complet de lhélium-4 est dessiné ci-dessous:
Les symboles nucléaires suivants sont pour un noyau de nickel avec 31 neutrons et un noyau duranium avec 146 neutrons.
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Dans le noyau de nickel représenté ci-dessus, le numéro atomique 28 indique que le noyau contient 28 protons, et par conséquent, il doit contenir 31 neutrons pour avoir un nombre de masse de 59. Le noyau duranium a 92 protons, comme le font tous les noyaux duranium; et ce noyau duranium en particulier a 146 neutrons.
Une autre façon de représenter les isotopes est dajouter un tiret et le numéro de masse au nom chimique ou au symbole. Ainsi, les deux noyaux seraient Nickel-59 ou Ni-59 et Uranium-238 ou U-238, où 59 et 238 sont les nombres de masse des deux atomes, respectivement. Notez que les nombres de masse (pas le nombre de neutrons) sont donnés à côté du nom.
