Video Transcript
Laquelle des affirmations suivantes sur la stabilité des noyaux atomiques est correcte ? (A) Les isotopes d’un élément qui ont des noyaux atomiques qui sont plus susceptibles d’être instables sont ceux qui ont un plus grand nombre de neutrons dans le noyau par rapport aux autres isotopes de cet élément. (B) Le nombre de neutrons dans un noyau atomique n’a aucun effet sur la probabilité que le noyau soit instable.
Lorsqu’un noyau atomique est stable, il ne se désintègre pas spontanément. Nous pouvons comparer les noyaux atomiques de deux façons : le nombre de protons dans un noyau et le nombre de neutrons dans un noyau. Les noyaux qui contiennent un nombre différent de protons sont des noyaux de différents éléments. Par exemple, tous les noyaux d’hydrogène contiennent un proton, et tous les noyaux d’hélium contiennent deux protons. Les noyaux qui contiennent le même nombre de protons mais contiennent un nombre différent de neutrons sont des isotopes différents du même élément.
Un noyau d’hélium peut contenir de zéro à huit neutrons. Il y a alors neuf isotopes de l’hélium. La plupart des noyaux d’hélium contiennent deux neutrons. L’isotope le plus courant de l’hélium a deux neutrons dans son noyau.
La question demande si le nombre de neutrons par rapport au nombre de protons dans un isotope d’un élément a une relation avec la probabilité que l’isotope soit stable. La réponse (B) indique que le nombre de neutrons dans un noyau n’a aucune incidence sur la stabilité du noyau. En fait, le nombre de neutrons dans un noyau peut permettre de savoir si un noyau est stable ou non. Il est vrai que si nous comparons différents isotopes d’éléments différents, nous constatons que, en général, les isotopes qui ont un plus grand nombre de neutrons que les protons sont plus susceptibles d’être instables.
Il est important de comprendre que cela ne signifie pas que les isotopes contenant plus de neutrons que de protons sont toujours instables, mais que ces isotopes sont plus susceptibles d’être instables. Par exemple, tous les noyaux de calcium ont 20 protons. Le calcium a de nombreux isotopes. Il y a cinq isotopes du calcium qui ont 19 neutrons ou moins. Tous les isotopes du calcium qui ont 19 neutrons ou moins sont instables.
Il y a 14 isotopes du calcium avec 27 neutrons ou plus. Tous les isotopes du calcium qui contiennent 27 neutrons ou plus sont instables. Et pour les isotopes du calcium contenant entre 20 et 26 neutrons, l’isotope du calcium contenant 20 neutrons est stable. L’isotope du calcium qui contient 21 neutrons est instable. L’isotope du calcium qui contient 22 neutrons est stable. L’isotope du calcium qui contient 23 neutrons est stable. L’isotope du calcium qui contient 24 neutrons est stable. L’isotope du calcium qui contient 25 neutrons est instable. Et l’isotope du calcium qui a 26 neutrons est stable.
La stabilité des isotopes des autres éléments est en général plus ou moins semblable à celle du calcium, bien que la plupart des éléments aient moins d’isotopes que le calcium. Les isotopes contenant plus de neutrons que de protons sont généralement plus instables. Il est également important de comprendre que pour un élément donné, un isotope de cet élément est stable ou instable. Par exemple, pour le calcium, l’isotope à 20 neutrons est stable. Cela signifie que tous les noyaux de calcium contenant 20 neutrons sont stables. Pour le calcium, l’isotope à 21 neutrons est instable. Cela signifie que tous les noyaux de calcium contenant 21 neutrons sont instables.
Nous concluons donc que la bonne réponse est (A). Les isotopes d’un élément dont les noyaux atomiques sont plus susceptibles d’être instables sont ceux qui ont un plus grand nombre de neutrons dans le noyau par rapport aux autres isotopes de cet élément.
