Calcul de la composition atomique
Comprendre le Calcul de la composition atomique
L’atome de lithium (Li) possède un numéro atomique (Z) de 3 et un nombre de masse (A) de 7.
1. Déterminez la composition de l’atome de lithium :
a. Combien de protons contient-il ? b. Combien de neutrons contient-il ? c. Combien d’électrons contient-il dans son état neutre ?
2. Masse atomique :
a. En considérant que la masse d’un proton et celle d’un neutron sont approximativement égales à 1 unité de masse atomique (u), calculez la masse totale de l’atome de lithium.
b. Comparez cette masse calculée à la masse atomique réelle du lithium (6,94 u). Expliquez toute différence observée.
3. Isotopes :
a. Imaginez un isotope du lithium ayant 4 neutrons au lieu de 4. Quel serait son nombre de masse ?
b. Si cet isotope avait perdu un électron, quelle serait sa charge électrique ?
Correction : Calcul de la composition atomique
1. Composition de l’atome de Lithium
a. Nombre de protons :
- Le nombre de protons dans un atome est égal à son numéro atomique (Z).
Pour le lithium, Z = 3.
Donc, l’atome de lithium contient 3 protons.
b. Nombre de neutrons :
- Le nombre de neutrons se calcule en soustrayant le numéro atomique Z du nombre de masse A.
Pour le lithium, A = 7 et Z = 3 .
Donc, nombre de neutrons
= A – Z = 7 – 3 = 4 neutrons
c. Nombre d’électrons :
- Dans un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons.
- Puisque l’atome de lithium est neutre et contient 3 protons, il contient également 3 électrons.
2. Masse atomique :
a. Calcul de la masse totale :
- Si nous supposons que la masse d’un proton et d’un neutron est d’environ 1 unité de masse atomique (u),
Masse totale \( \approx \) nombre de protons + nombre de neutrons
\( = 3 \) protons \( + 4 \) neutrons \( \approx 7 \) u.
b. Comparaison avec la masse atomique réelle :
- La masse atomique réelle du lithium est de 6,94 u, légèrement inférieure à notre calcul.
- Cette différence est due à la « déficience de masse », où la masse totale de l’atome est légèrement inférieure à la somme des masses de ses constituants isolés. Cette masse « manquante » est convertie en énergie de liaison nucléaire, selon la relation d’Einstein E=mc², stabilisant l’atome.
3. Isotopes :
a. Nombre de masse d’un isotope hypothétique :
Si cet isotope a 4 neutrons au lieu de 4, le nombre de masse reste 7 (car \( 3 \) protons \( + 4 \) neutrons \( = 7 \)).
b. Charge électrique si un électron est perdu :
- Un atome neutre de lithium a 3 électrons. Si cet isotope perd un électron, il lui reste 2 électrons.
- Avec 3 protons (charge \( +3 \)) et 2 électrons (charge \( -2 \)), la charge nette de l’atome serait de \( +1 \), le rendant un ion lithium positif (Li⁺).
Calcul de la composition atomique
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