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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Identification des espèces chimiques
Ch. 2
Composition des solutions aqueuses
Ch. 3
Dénombrer les entités
Ch. 4
Le noyau de l’atome
Ch. 5
Le cortège électronique
Ch. 6
Stabilité des entités chimiques
Ch. 7
Modélisation des transformations physiques
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Synthèse de molécules naturelles
Ch. 10
Modélisation des transformations nucléaires
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Décrire un mouvement
Ch. 12
Modéliser une action sur un système
Ch. 13
Principe d’inertie
3. Ondes et signaux
Ch. 14
Émission et perception d’un son
Ch. 15
Analyse spectrale des ondes lumineuses
Ch. 16
Propagation des ondes lumineuses
Ch. 17
Signaux et capteurs
Méthode
Fiches méthode
Fiches méthode compétences
Annexes
Chapitre 4
Exercices
Pour aller plus loin
17 professeurs ont participé à cette page
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29Comment le neutron a été découvert
✔ APP : Extraire l'information utile sur des supports variésDoc. 1
L'hypothèse de Rutherford
Après avoir établi l'existence du noyau atomique, Rutherford mena plusieurs expériences de collision
de particules alpha (noyaux d'hélium) sur différents noyaux. Il découvrit ainsi que des noyaux d'hydrogène (qu'il baptisa protons) étaient éjectés de noyaux d'azote. [...] Il supposa alors que tous les noyaux étaient des assemblages de protons et d'électrons, en nombre variable. En 1920, Rutherford suggéra l'existence de sous-structures dans les noyaux, [...] et il évoqua la possibilité d'un assemblage particulièrement étroit d'un proton et d'un électron, formant une particule neutre très pénétrante.
Doc. 2
L'expérience de Bothe et Becker
Le montage expérimental était très simple : une source de polonium bombardait une cible par des particules alpha. Un détecteur permettait de mesurer l'énergie du rayonnement émis. Bothe et son étudiant Herbert Becker observèrent un rayonnement dont l'énergie était proche de celle attendue sauf dans le cas du béryllium où aucun proton n'était émis mais le fl ux de rayonnement était beaucoup plus intense et de plus grande énergie. Walter Bothe interpréta le cas du béryllium comme la formation d'un noyau excité de carbone 13 suivant la réaction :
_{2}^{4}\text{He} + _{4}^{9}\text{Be} \rightarrow _{6}^{13}\text{C*} \rightarrow _{6}^{13}\text{C}+\gamma
Doc. 3
L'hypothèse de Chadwick
Chadwick menait depuis plusieurs années le même type d'expériences, et il avait mis au point un appareillage plus sensible. Chadwick put détecter l'éjection d'autres noyaux que les protons par le rayonnement de Bothe et Becker. Il démontra que si le rayonnement était dû à des c, dont la masse est nulle, leur énergie devait être d'autant plus élevée que les noyaux de la cible étaient lourds, ce qui n'avait aucun sens. En supposant par contre que le rayonnement était dû à des particules de masse voisine de celle du proton, ces particules avaient une énergie constante quelle que soit leur cible. La réaction de Bothe était en réalité :
_{2}^{4}\text{He} + _{4}^{9}\text{Be} \rightarrow _{6}^{13}\text{C*} puis _{6}^{13}\text{C*} \rightarrow _{6}^{12}\text{C} + n +\gamma
1. Quelle est la découverte de Rutherford ?
2. Écrire la composition d'une particule alpha.
3. Pourquoi l'interprétation de Walter Bothe n'était-elle pas cohérente ?
4. La masse du neutron a été mesurée quelques années après. Comparer les masses du neutron et de la particule imaginée par Rutherford. Avait-il raison ?
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30Compter des atomes
✔ APP : Extraire l'information utile sur des supports variésOn souhaite déterminer le nombre d'atomes d'aluminium nécessaires pour la fabrication d'une canette de soda.
Doc. 1
Matériel disponible
- Canette de soda vide ;
- Réglet métallique ou règle double décimètre ;
- Balance ;
- Éprouvette graduée ;
- Canette de soda pleine et fermée ;
- Grand bécher ;
- Cristallisoir ;
- Eau.
Doc. 2
À propos de l'aluminium
- Symbole chimique : \text{Al} ;
- Numéro atomique : 13 ;
- Nombre de masse : 27 ;
- Masse volumique : 2,7 kg/L.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
1. Détermination de la masse d'aluminium contenue dans
une canette :
- prendre une canette vide et sèche ;
- allumer la balance et vérifier qu'elle est bien tarée ;
- peser la canette ;
- noter la masse mesurée, m_{\text { canette }}=
3. Quel serait le nombre d'atomes d'aluminium présents dans une canette si on considère qu'elle est composée uniquement d'aluminium ?
4. Proposer un protocole pour vérifier la masse volumique de l'aluminium si on fait la même supposition.
4. Proposer un protocole pour vérifier la masse volumique de l'aluminium si on fait la même supposition.
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31 Esprit critiqueL'atomium de Bruxelles
✔ MATH : Pratiquer le calcul numérique : puissance de 10
L'atomium de Bruxelles a été construit pour l'exposition universelle de 1958.
L'atomium de Bruxelles a été construit pour l'exposition universelle de 1958.
L'atomium représente la maille élémentaire d'un cristal de fer agrandie 165 milliards de fois. Il est composé de neuf sphères (une à chaque sommet du cube et une au centre) qui représentent chacune un atome de fer. Chaque sphère a un diamètre d'environ 18 m et une masse de 250 t.
1.
Le monument a une hauteur de 102 m. La maille de fer présentée dans la même disposition a une hauteur de 560 pm. L'échelle annoncée dans le document est-elle respectée ?
L'isotope le plus abondant du fer a pour notation symbolique _{26}^{56}\text{Fe}
2. Quelle est la masse d'un atome de fer ?
3. Si les sphères étaient constituées uniquement d'atomes de fer, combien d'atomes chacune contiendrait-elle ?
L'isotope le plus abondant du fer a pour notation symbolique _{26}^{56}\text{Fe}
2. Quelle est la masse d'un atome de fer ?
3. Si les sphères étaient constituées uniquement d'atomes de fer, combien d'atomes chacune contiendrait-elle ?
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah