Calcul de la composition atomique

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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