Transcription de la vidéo
L’atome d’un élément a trois protons et cinq neutrons dans son noyau. Lequel des énoncés suivants est un isotope de cet élément ? (A) Un atome avec cinq protons et trois neutrons dans son noyau. (B) Un atome avec quatre protons et quatre neutrons dans son noyau. (C) Un atome avec trois protons et cinq neutrons dans son noyau. (D) Un atome avec trois protons et quatre neutrons dans son noyau. Ou (E) un atome sans protons et avec cinq neutrons dans son noyau.
Dans cette question, on nous demande de considérer un atome avec trois protons et cinq neutrons dans son noyau. Le noyau est le centre de l’atome où se trouvent les protons et les neutrons. Les protons sont les particules chargées positivement qui déterminent de quel élément est l’atome. Par exemple, cet atome a trois protons, ce qui signifie qu’il s’agit d’un atome de lithium, l’élément numéro trois du tableau périodique. Les neutrons sont les particules neutres qui contribuent à la stabilité de l’atome. Contrairement aux protons, changer le nombre de neutrons ne change pas l’identité de l’élément.
On nous demande de trouver un isotope de cet élément. Par définition, un isotope est une version d’un élément avec le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. L’atome en question est le lithium avec trois protons. Tous les atomes de lithium auront trois protons. Cependant, les différentes versions ou isotopes du lithium auront un nombre différent de neutrons. Donc, pour trouver la réponse qui est un isotope de cet atome, nous voulons trouver la réponse où il y a le même nombre de protons (trois) et un nombre différent de neutrons. En regardant le nombre de protons dans les différents choix, nous pouvons éliminer les choix (A), (B) et (E). Si nous voulons trouver un isotope de cet élément, il doit avoir le même nombre de protons. Sinon, ce n’est pas un atome de lithium.
Si nous comparons le nombre de neutrons dans les réponses restantes, nous pouvons voir que le choix (C) a le même nombre de neutrons (cinq), alors que le choix (D) a un nombre différent de neutrons (quatre). Puisqu’un isotope est une version d’un élément avec le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons, nous voulons un nombre différent de neutrons que nous trouvons dans le choix (D) ; la bonne réponse, un atome avec trois protons et quatre neutrons dans son noyau. Alors que le choix (C) est également un atome de lithium ; comme il a le même nombre de neutrons, ce n’est pas un isotope différent de celui de la question. C’est le même type d’atome que l’atome en question.
Les isotopes d’un élément sont nommés par leur nombre de masse. Le nombre de masse est le nombre de protons et de neutrons additionnés ensembles, car chaque proton et chaque neutron pèsent une unité de masse atomique unifiée. Donc, dans cette question, l’atome avec trois protons et cinq neutrons a un nombre de masse de huit et est connu sous le nom de lithium 8. Le choix (D) : un atome avec trois protons et quatre neutrons dans son noyau, a un nombre de masse de sept et est connu sous le nom de lithium 7. Un atome avec cinq protons et trois neutrons dans son noyau serait connu sous le nom de bore 8, alors qu’un atome avec quatre protons et quatre neutrons dans son noyau serait appelé béryllium 8.
Les différents noms d’éléments de ces atomes proviennent du fait qu’ils ont un nombre différent de protons. Cinq protons donnent un atome de bore, l’élément cinq du tableau périodique, tandis que quatre protons donnent un atome de béryllium, l’élément quatre du tableau périodique. Chacun de ces deux choix a un nombre de masse de huit, qui apparaît dans le nom de chacun de ces choix, le bore 8 et le béryllium 8. Le nombre de protons et de neutrons additionnés pour chacun de ces deux choix est de huit. Le choix (E) est un peu étrange car il décrit un atome sans protons dans son noyau. En fait, cela n’est pas possible. Même l’hydrogène, l’atome le plus léger avec le moins de protons dans son noyau, a un proton dans son noyau. Il n’y a pas d’élément « zéro » dans le tableau périodique car tous les atomes ont au moins un proton.
Enfin, dans une question sur les protons et les neutrons, vous vous demandez peut-être si le nombre d’électrons a une influence sur notre réponse. La réponse courte à cette question est non. Le nombre d’électrons ne rentre pas dans la définition de cet isotope. Si un atome a le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons, c’est un isotope de l’élément quel que soit le nombre d’électrons présents. Pour un atome électriquement neutre, le nombre d’électrons est le même que le nombre de protons pour équilibrer la charge. S’il y a un nombre différent d’électrons, l’atome acquiert une charge et devient un ion.
Les atomes de lithium représentés ont trois électrons entourant leur noyau. Si l’un des électrons partait, il formerait un ion Li+. Comme les électrons sont extrêmement légers, ils ne contribuent pas au nombre de masse de l’isotope. Donc, même si un électron partait, ceci serait toujours connu sous le nom de lithium 7. Il est donc possible que quelque chose soit à la fois un isotope et un ion. Un isotope nécessite une variation du nombre de neutrons, tandis qu’un ion nécessite une variation du nombre d’électrons. Bien qu’il soit utile de connaître les électrons et la formation des ions, cela n’est pas nécessaire pour cette question. Nous devons simplement savoir que les électrons ne sont pas impliqués dans l’identité d’un isotope.
Puisqu’un isotope est une version d’un élément avec le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons, le choix qui correspond à un isotope de cet élément est le choix (D), un atome avec trois protons et quatre neutrons dans son noyau.
