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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 76 — #84
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
Les masses isotopiques et les abondances naturelles peuvent être mesurées par spectrométrie
de masse.
La spectrométrie de masse est une technique qui obtient des informations sur la
masse et la charge de particules chargées en analysant leur trajectoire en présence
de champ électrique et de champ magnétique. L’exposé détaillé de cette technique
dépasse le cadre de ce cours.
Isotopes du carbone
On indique pour le carbone naturel une masse atomique égale à 12,011 uma. Sachant que le
carbone naturel est en première approximation un mélange des isotopes 13
6 C et 12
6 C, et que
la masse atomique de l’isotope 13
6 C est égale à 13,00 uma, retrouver l’abondance isotopique
naturelle des isotopes 13
6 C et 12
6 C.
Réponse :
La masse atomique du carbone naturel est calculée par :
m (C) = 12, 00 ×
x
100
+ 13, 00 ×
100 − x
100
= 12, 011 uma
avec x l’abondance naturelle du carbone 12
6 C. Il vient :
x =
13, 00 − 12, 011
0, 13 − 0, 12
Application numérique : x = 98, 9 .
Exercice résolu
Le remplacement d’un atome par un isotope est une technique d’étude intéressante. Cette
opération permet en général le marquage d’un atome : le remplacement n’affecte pas (ou
peu) la réactivité chimique, mais permet de suivre sans ambiguité le devenir de l’atome. Un
exemple est fourni en médecine nucléaire par la TEP (tomographie par émission de positons)
ou PET-scan. La technique consiste à utiliser une molécule marquée avec un isotope radioactif. On utilise principalement le fluorodesoxyglucose marqué au fluor 18 (figure 2.4). Le
fluor 18 est un atome qui se désintègre (radioactivité) en emettant un positon selon le bilan :
18
9 F
=
18
8 O +
0
1 e +
0
0 ν e .
HO
O
H
H
HO
H
OH
18 F
H
H
OH
FIGURE 2.4 – Structure du fluorodesoxyglucose marqué au fluor 18
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
Les masses isotopiques et les abondances naturelles peuvent être mesurées par spectrométrie
de masse.
La spectrométrie de masse est une technique qui obtient des informations sur la
masse et la charge de particules chargées en analysant leur trajectoire en présence
de champ électrique et de champ magnétique. L’exposé détaillé de cette technique
dépasse le cadre de ce cours.
Isotopes du carbone
On indique pour le carbone naturel une masse atomique égale à 12,011 uma. Sachant que le
carbone naturel est en première approximation un mélange des isotopes 13
6 C et 12
6 C, et que
la masse atomique de l’isotope 13
6 C est égale à 13,00 uma, retrouver l’abondance isotopique
naturelle des isotopes 13
6 C et 12
6 C.
Réponse :
La masse atomique du carbone naturel est calculée par :
m (C) = 12, 00 ×
x
100
+ 13, 00 ×
100 − x
100
= 12, 011 uma
avec x l’abondance naturelle du carbone 12
6 C. Il vient :
x =
13, 00 − 12, 011
0, 13 − 0, 12
Application numérique : x = 98, 9 .
Exercice résolu
Le remplacement d’un atome par un isotope est une technique d’étude intéressante. Cette
opération permet en général le marquage d’un atome : le remplacement n’affecte pas (ou
peu) la réactivité chimique, mais permet de suivre sans ambiguité le devenir de l’atome. Un
exemple est fourni en médecine nucléaire par la TEP (tomographie par émission de positons)
ou PET-scan. La technique consiste à utiliser une molécule marquée avec un isotope radioactif. On utilise principalement le fluorodesoxyglucose marqué au fluor 18 (figure 2.4). Le
fluor 18 est un atome qui se désintègre (radioactivité) en emettant un positon selon le bilan :
18
9 F
=
18
8 O +
0
1 e +
0
0 ν e .
HO
O
H
H
HO
H
OH
18 F
H
H
OH
FIGURE 2.4 – Structure du fluorodesoxyglucose marqué au fluor 18
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