Composition de la Matière

Présentation au sujet: "Composition de la Matière"— Transcription de la présentation:

1 Composition de la Matière
Ch. Bochu DEUST SE 2016

2 Composition de la matière
Solide Liquide Gaz

3 Composition de la matière
Cristal Atome Noyau et Z Electrons Electriquement neutre Electriquement neutre Z charges positives Z Protons Z charges négatives Nucléons Z charges positives A= Z + N N Neutrons Electriquement neutres

4 98 % Composition de l’Univers
    Hydrogène 73,97%     Hélium 24,02%     Oxygène 1,04%     Carbone 0,46%     Néon 0,13%     Fer 0,11%     Azote 0,10%     Silicium 0,07%     Magnésium 0,06%     Soufre 0,04% 98 % Le soleil représente 99,86 % de la masse du système solaire

5 Composition de la planète Terre
    Hydrogène 73,97%     Hélium 24,02%     Oxygène 1,04%     Carbone 0,46%     Néon 0,13%     Fer 0,11%     Azote 0,10%     Silicium 0,07%     Magnésium 0,06%     Soufre 0,04%     FER 32,1%     Oxygène 30,1%     Silicium 15,1%     Magnésium 13,9%     Soufre 2,9%     Nickel 1,8%     Calcium 1,5%     Aluminium 1,4%     Carbone traces     Azote 1,2 % 118 éléments chimiques

6 Etoile = milieu extrêmement chaud Etoile = particules simples
Création de la Matière Etoile = milieu extrêmement chaud Etoile = particules simples Protons – Neutrons - Electrons En perpétuel mouvement créant des chocs Création de noyaux de petite taille pouvant se désintégrer ou grossir Mort de l’étoile = explosion répandant la matière dans le vide

7 H H X Isotopes 1 électron 1 proton 1 proton + 1 neutron 1 1 2 A Z
Même réactivité chimique  Même élément chimique On détermine le nom de l’élément X grâce au nombre Z Nombre de nucléons H 1 H 1 2 A X Nombre de neutrons = A - Z Z ISOTOPES Nombre de protons Nombre d’électrons

8 Masse des particules élémentaires
Proton = 1, kg mp = 1,00728 u Neutron = 1, kg mn = 1,00866 u Electron = 9, kg me = 0,00055 u masse: u (unité de masse atomique) 1 u = 1, kg (1 u = 1 douzième de la masse de l’atome 12C dans son état fondamental) On remarque que mp  mn  1 u

9 Les éléments chimiques Le N° atomique est le nombre d’électrons
Masse atomique 1 1,0 Symbole Nom Hydrogène Le N° atomique est le nombre d’électrons

10 X A A Z A est le nombre de masse Il donne beaucoup d’indications :
- Il donne le nombre de nucléons - Il donne en grammes, la masse d’une mole d’atomes - Il donne la masse approximative d’un atome - Il donne la masse exacte d’un atome quand il est suivi de plusieurs décimales

11 MDeutérium = MThéorique - DM - Dm
Où est la masse perdue ? 1 proton 1 neutron 1 électron MH2 = mp + mn + me Théoriquement Réellement MH2 < Mthéo. MDeutérium = MThéorique - DM - Dm DM = Défaut de masse atomique négligeable Dm = Défaut de masse nucléaire

12 MAtome = MThéorique - Dm
Où est la masse perdue ? De façon générale MAtome = MThéorique - Dm MAtome = Z . mp + (A-Z) . mn + Z . me - Dm mnoyau = MAtome - Z . me - DM mnoyau = Z . mp + (A-Z) . mn - Dm Matome = Z . mp + (A-Z) . mn + Z . me - Dm

13 Equivalence Masse/Energie Einstein (1915)
Où est la masse perdue ? Equivalence Masse/Energie Einstein (1915) Toute masse correspond à une énergie E = Dm . c² Cette énergie est utilisée pour "lier" les nucléons  Energie de liaison (EL) Pour "casser" le noyau, il faut une énergie au moins égale à EL

14 Energie de liaison par nucléons Pour pouvoir comparer : EL/A
Pour le Deutérium Dm = 0,0024 u EL = 2,23 MeV EL/A = 1,12 MeV

15 Pourquoi des neutrons ? EL/A = 2,58 MeV EL/A = 7,07 MeV
Il faut suffisamment de neutrons Stables EL/A = 7,07 MeV MAIS PAS TROP !

16 Stabilité des noyaux EL/A (MeV) Stabilité 1H 2H 3He 3He 2H 1H Nucléons

17 Stabilité des noyaux EL/A Stabilité 4He 2H 4He p 3H 3H 2H Nucléons

18 Stabilité des noyaux EL/A Stabilité 4He 4He 6Li 6Li 2H 2H Nucléons

19 Stabilité des noyaux EL/A Stabilité 16O 12C FUSION Nucléons

20 FISSION Stabilité des noyaux EL/A Stabilité Zone des noyaux
56Fe Zone des noyaux très stables 235U Que deviennent les noyaux non stables ? FISSION Ils vont se transformer On les dit radioactifs Nucléons Radioactivité des atomes lourds = diminution de masse

21 Forme du noyau : globalement, une sphère
Dimensions 10-18 m 10-15 m 10-15 à m 10-10 m Forme du noyau : globalement, une sphère Rayon : R = R0 . A1/3 R0 = 1, m