L’essentiel du cours 613
le même nom à l’exception de l’élément chimique hydrogène. Ses trois principaux isotopes sont
l’hydrogène-1 (
1
1 H), le deutérium (
2
1 H ou 1 D) et le tritium (
3
1 H ou 1 T).
Parmi les isotopes d’un même élément chimique, certains sont stables mais d’autres sont instables et
sont radioactifs. Les noyaux radioactifs se transforment spontanément en émettant l’excès d’énergie
sous forme de particule(s). Par exemple, le carbone-14 se transforme par une désintégration β
− et
l’oxygène-15 par une désintégration β
+ .
Lors d’une désintégration β
− , un neutron du noyau se transforme en proton et deux particules sont
émises : un électron e
− et un anti-neutrino électronique ν e . Dans le cas du carbone-14, la réaction
nucléaire est la suivante :
14
6 C
14
7 N + e
− + ν e .
De même, lors d’une désintégration β
+ , au cours de laquelle un proton du noyau se transforme en
neutron et deux particules sont émises : un positron e
+ et un neutrino électronique ν e . Dans le cas
de l’oxygène-15, la réaction nucléaire est la suivante :
15
8 O
15
7 N + e
+ + ν e .
Nous remarquons qu’une réaction nucléaire modifie le nucléide.
Un électron est parfois noté
0
–1 e et un positron
0
1 e dans une équation bilan de
réaction nucléaire. Il s’agit d’un symbole pratique permettant de réaliser des
bilans de nucléons simples mais les chiffres ne doivent pas être interprétés comme
des numéros atomiques ou des nombres de masse. Par exemple :
14
6 C
14
7 N+
0
–1 e+ν e .
La désintégration β
− est due à un excès de neutrons (ou un défaut de protons) des isotopes
radioactifs par rapport aux isotopes stables, en gris foncé dans la figure 23.1, tandis que la désintégration β
+ est due à un excès de protons (ou un défaut de neutrons) des isotopes radioactifs par
rapport aux isotopes stables.
Z
N
6
7
8
6
7
8
16
8 O
15
8 O
14
8 O
13
7 N
15
7 N
14
7 N
14
6 C
13
6 C
12
6 C
noyaux instables de radioactivité β
+
noyaux instables de radioactivité β
−
noyaux stables
Figure 23.1. Diagramme (N , Z).
Il existe par ailleurs deux autres réactions nucléaires spontanées : la radioactivité α au cours de
laquelle un noyau d’hélium
4
2 He est éjecté par le noyau qui se désintègre, et la radioactivité γ
au cours de laquelle un rayonnement électromagnétique hautement énergétique est émis. Enfin,
il existe des réactions de fission nucléaire (exploitées dans les réacteurs nucléaires) et de fusion
nucléaire (dans les étoiles).
L’abondance isotopique d’un isotope d’un élément chimique (observée dans la nature) est la
proportion d’atomes de cet isotope par rapport au nombre total d’atomes de cet élément.
Définition : Abondance isotopique naturelle
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
le même nom à l’exception de l’élément chimique hydrogène. Ses trois principaux isotopes sont
l’hydrogène-1 (
1
1 H), le deutérium (
2
1 H ou 1 D) et le tritium (
3
1 H ou 1 T).
Parmi les isotopes d’un même élément chimique, certains sont stables mais d’autres sont instables et
sont radioactifs. Les noyaux radioactifs se transforment spontanément en émettant l’excès d’énergie
sous forme de particule(s). Par exemple, le carbone-14 se transforme par une désintégration β
− et
l’oxygène-15 par une désintégration β
+ .
Lors d’une désintégration β
− , un neutron du noyau se transforme en proton et deux particules sont
émises : un électron e
− et un anti-neutrino électronique ν e . Dans le cas du carbone-14, la réaction
nucléaire est la suivante :
14
6 C
14
7 N + e
− + ν e .
De même, lors d’une désintégration β
+ , au cours de laquelle un proton du noyau se transforme en
neutron et deux particules sont émises : un positron e
+ et un neutrino électronique ν e . Dans le cas
de l’oxygène-15, la réaction nucléaire est la suivante :
15
8 O
15
7 N + e
+ + ν e .
Nous remarquons qu’une réaction nucléaire modifie le nucléide.
Un électron est parfois noté
0
–1 e et un positron
0
1 e dans une équation bilan de
réaction nucléaire. Il s’agit d’un symbole pratique permettant de réaliser des
bilans de nucléons simples mais les chiffres ne doivent pas être interprétés comme
des numéros atomiques ou des nombres de masse. Par exemple :
14
6 C
14
7 N+
0
–1 e+ν e .
La désintégration β
− est due à un excès de neutrons (ou un défaut de protons) des isotopes
radioactifs par rapport aux isotopes stables, en gris foncé dans la figure 23.1, tandis que la désintégration β
+ est due à un excès de protons (ou un défaut de neutrons) des isotopes radioactifs par
rapport aux isotopes stables.
Z
N
6
7
8
6
7
8
16
8 O
15
8 O
14
8 O
13
7 N
15
7 N
14
7 N
14
6 C
13
6 C
12
6 C
noyaux instables de radioactivité β
+
noyaux instables de radioactivité β
−
noyaux stables
Figure 23.1. Diagramme (N , Z).
Il existe par ailleurs deux autres réactions nucléaires spontanées : la radioactivité α au cours de
laquelle un noyau d’hélium
4
2 He est éjecté par le noyau qui se désintègre, et la radioactivité γ
au cours de laquelle un rayonnement électromagnétique hautement énergétique est émis. Enfin,
il existe des réactions de fission nucléaire (exploitées dans les réacteurs nucléaires) et de fusion
nucléaire (dans les étoiles).
L’abondance isotopique d’un isotope d’un élément chimique (observée dans la nature) est la
proportion d’atomes de cet isotope par rapport au nombre total d’atomes de cet élément.
Définition : Abondance isotopique naturelle
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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