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Les neutrons

I. Définition

Le neutron ressemble beaucoup au proton: de masse à peu près équivalente, il est néanmoins  électriquement neutre.
 

Neutron et proton forment la famille des nucléons .


Comparons :

  • Masse d'un proton : mp  1.672 6231 x 10-27 kg
  • Masse d'un électron : me 9.109 3897 x 10-31 kg
  • Masse d'un neutron : 1,674 94 × 10-27 kg

Un proton a une masse égale à  0,9986 fois celle d'un neutron. Ces particules ont donc bien des masses équivalentes.

 Pour un type d'atome, le nombre de neutrons (noté N ) peut être variable, mais il est en général assez proche du nombre de proton Z, sauf pour les atomes très lourds.
 
Par exemple, l'uranium naturel existe sous deux formes: son noyau peut avoir 92 protons + 143 ou 146 neutrons.
 

Nombre de protons

Nombre de neutrons

isotopes

Z = 92

N = 143

Uranium U235

Z = 92

N = 146

Uranium U238

On appelle ces deux variétés d'uranium des isotopes de l'uranium, notés U 235 (car 92 protons + 143 neutrons = 235 nucléons) et U 238 (pour 238 nucléons).
Dans U 235, on appelle 235 le nombre de masse de l'atome, noté A .
 

A = Z + N


 Autre exemple, si l'hydrogène (en plus de son unique proton) possède un ou deux neutrons, il devient un isotope d'hydrogène (baptisé ici deutérium ou tritium ).
 
 

Nombre de Masse

Nombre de protons

Nombre de neutrons

isotopes

A = 1

Z = 1

N = 0

Hydrogène normal

A = 2

Z = 1

N = 1

Hydrogène lourd
= Deutérium

A = 3

Z = 1

N = 2

Hydrogène hyper lourd
= Tritium

1H (hydrogène)

2H (deutérium)

3H (tritium)


Voyez l'exemple animé pour le carbone 12 et son isotope le carbone 13:

Notez bien que si vous ajoutez à C, non pas un neutron, mais un proton, vous changez sa nature en un autre atome (ici le carbone C devient azote N):

A noter que certains isotopes d'atomes courants tels le Carbone 14 ou le Potassium 40 sont radioactifs et donc instables. Les atomes radioactifs sont aussi appelés radio éléments .

Notation:


Un atome comme le carbone est noté symboliquement 126C avec A=12 et Z=6.
Son isotope, le carbone 14, se notera donc 
146C.


 

II. Détermination du nombre de neutron(s) dans un noyau d'atome :

Prenons par exemple un atome de Bismuth (Bi). Le numéro atomique du Bi est 83, ce qui signifie qu'un atome de bismuth possède 83 électrons et 83 protons. Regardons aussi sa masse atomique relative (209,0). Ce nombre arrondi détermine aussi combien d'éléments composent le noyaux de l'atome de bismuth (ou nucléons)

Voici la représentation par convention des éléments donnés ci-dessus :

A = nombre de masses ( nombre de nucléons dans le noyau de l'atome s'obtient en faisant l'arrondi de la masse relative)

Z = nombre de protons (numéro atomique)

n = nombre de neutrons (s'obtient en faisant A-Z)

Pour trouver le nombre de neutrons qui composent le noyau de bismuth, il suffit de soustraire le numéro atomique à la masse atomique relative arrondie. Soit dans le cas ci-dessus : 209-83 = 126.  126 est le nombre de neutrons. (n)

 

1

18

1

1
H
1.0079

2

13

14

15

16

17

2
He
4.0026

2

3
Li
6.941

4
Be
9.0122

3

5
B
10.811

6
C
12.011

7
N
14.007

8
O
15.999

9
F
18.998

10
Ne
20.180

3

11
Na
22.990

12
Mg
24.305

13
Al
26.982

14
Si
28,079

15
P
30.974

16
S
32.065

17
Cl
35.453

18
Ar
39.948

4

19
K
39.098

20
Ca
40.078

31
Ga
69.723

32
Ge
72.64

33
As
74.922

34
Se
78.96

35
Br
79.904

36
Kr
83.798

5

37
Rb
85.468

38
Sr
87.62

49
In
114.82

50
Sn
118.71

51
Sb
121.76

52
Te
127.60

53
I
126.90

54
Xe
131.29

6

55
Cs
132.91

56
Ba
137.33

81
Tl
204.38

82
Pb
207.2

83
Bi
208.98

84
Po
-

85
At
-

86
Rn
-

7

87
Fr

88
Ra

 

 

 

 

 

 



Quel est le nombre de neutron(s) d'un atome de calcium (Ca) ? et le nombre de nucléons qui composent cet atome ?

Quel est le nombre de neutron(s) d'un atome d'aluminium (Al) ?

 Donner le nombre de nucléons, de protons, d'électrons et de neutron(s) d'un atome de Xénon (Xe) :   

 

 
 

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