Physique Chimie

Atomes

 

Il existe une centaine d'atomes différents, environ 3 fois plus si on tient compte de leurs différents isotopes.

La plupart d 'entre eux sont stables et leur durée de vie se mesure en milliards d'années. Les autres sont instables ou radioactifs.

Les atomes les plus simples comme les atomes d'hydrogène (H), d' hélium (He) et aussi ceux de lithium (Li) se sont formés dans les stades les plus précoces de la formation de l'univers. (environ 3mn après le Big - Bang )
Les autres ont été  formés au cours de réactions de fusion nucléaire se produisant au sein des étoiles, ou, pour les atomes lourds, lors de l'explosion de certaines étoiles (Supernovae)

note:  il existe aussi environ 2 000 noyaux atomiques éphémères qui apparaissent lors des collisions dans les accellérateur de particules.



Les atomes ont été classés en fonction de leur structure, et donc de leur propriétés, dans la classification périodique des éléments.
Les propriétés chimiques des atomes sont déterminées par le nombre d'électrons qui se trouvent sur leur couche électronique la plus externe.

 

L 'atome le plus léger est celui d' hydrogène.
Il est formé uniquement d'un proton et d'un électron.
La position de l' électron (comme celles de tous les électrons pour les autres atomes) n' est pas définie par une trajectoire autour du noyau, mais par une probabilité de le trouver dans un espace autour de celui ci, appelé nuage électronique.


Pour chaque atomes: 

Le noyau est constitué de nucléons  ( protons et neutrons ) chacun étant environ 2000 fois plus lourd que l'électron.

Le nombre de proton est égal au nombre d'électron

Des atomes qui ont le même nombre de proton, mais un nombre de neutron différent sont des isotopes.
Les différents isotopes d'un atomes ont les mêmes propriétés chimiques)

Protons et neutrons  sont eux même chacun constitués de 3 particules élémentaires nommées quarks.

La masse de l'électron est :  Me = 9,10953 .10 -31  kg.

La masse du proton (environ 2000 fois celle de l'electron ), peut aussi être exprimée en unité d'énergie d'après la célèbre relation  d'Einstein ( E = MC 2 ), vaut environ un Gev ( giga électron volt)

De nombreuses informations sur les atomes proviennent de leur spectre d'émission et d'absorption

La théorie qui permet d'interpréter (ou de prévoir ) les résultats expérimentaux en physique atomique, nucléaire ou en physique des particules se nomme  la mécanique quantique.
Les interactions entre la lumière et la matière, ou entre les photons et les électrons, constituent  le domaine de l'électrodynamique quantique et celui des interaction fortes, au sein du noyau, entre les gluons et les quarks constituent le domaine de la chromodynamique quantique.



Les atomes les plus fréquents en biologie sont:  C , H ,O , N, P, S, ( environ 99 % de la masse des êtres vivants  )
Ensuite il y a les ions (atomes ayant perdus ou gagnés un ou plusieurs électrons) , Ca++, Na+, Cl-, Mg++, etc..et, en quantité encore plus faible, les oligo-éléments.

 
Pour en savoir plus sur les atomes:  
AtomsDiagram_fr.gif (4472 octets)
Voyage au coeur de l'atome
Atomes et Particules sur le site de Mr. Gérard Villemin
Les atomes par Mr.Dang Ngoc Chan
 
La sélection de site de l' IN2P3
Les atomes ( tutorial du LKB)

Le CERN