Règle des nombres entiers (chimie)droite|vignette|283x283px| Francis W. Aston a reçu le prix Nobel de chimie en 1922 pour son énonciation de la règle des nombres entiers. En chimie, la règle des nombres entiers stipule que les masses des isotopes sont des multiples entiers de la masse de l'atome d'hydrogène. La règle est une version modifiée de l'hypothèse de Prout proposée en 1815, selon laquelle les poids atomiques étaient des multiples du poids de l'atome d'hydrogène. Elle est également connue sous le nom de règle des nombres entiers d'Aston d'après Francis W.
Noyau atomiquevignette|Noyau atomique de l'hélium.Le noyau atomique est la région située au centre d'un atome, constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (de l'ordre du femtomètre, soit ) est environ plus petite que celle de l'atome () et concentre quasiment toute sa masse. Les forces nucléaires qui s'exercent entre les nucléons sont à peu près un million de fois plus grandes que les forces entre les atomes ou les molécules. Les noyaux instables, dits radioactifs, sont ceux d'où s'échappent des neutrons.
Hypothèse de ProutAu début du , l'hypothèse de Prout était une tentative d'explication de l'existence des divers éléments chimiques par une hypothèse concernant la structure interne de l'atome. En 1815 et en 1816, le chimiste britannique William Prout publiait deux articles dans lesquels il expliquait avoir observé que les masses atomiques qui avaient été mesurés pour les éléments connus de l'époque, semblaient être des multiples entiers de la masse atomique de l'hydrogène.
Nombre de neutronsvignette|isotope, poids atomique, nombre de masse, protons, neutrons, carbone 14, éléments Le nombre de neutrons (N) est le terme employé en chimie et en physique pour représenter le nombre de neutrons du noyau d'un atome. Il est égal à la différence entre le nombre de masse A et le numéro atomique Z. N = A - Z À la différence du nombre de masse et du numéro atomique, il n'accompagne généralement pas le symbole chimique. Comme le nombre de masse, il détermine chez un élément chimique l'existence d'isotopes.
Isotopethumb|upright=1.2|Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone. On appelle isotopes (d'un certain élément chimique) les nucléides partageant le même nombre de protons (caractéristique de cet élément), mais ayant un nombre de neutrons différent. Autrement dit, si l'on considère deux nucléides dont les nombres de protons sont Z et Z, et les nombres de neutrons N et N, ces nucléides sont dits isotopes si Z = Z et N ≠ N.
Modèle atomique de RutherfordLe modèle atomique de Rutherford est un modèle physique proposé en 1911 par Ernest Rutherford pour décrire la structure d'un atome. Ce modèle fait suite au modèle atomique de Thomson (ou « modèle du plum pudding »), proposé en 1904 par Joseph John Thomson (dont Rutherford était l'élève), et qui fut invalidé à la suite de l'expérience de Rutherford ou « expérience de la feuille d'or » en 1909.
Mole (unité)La mole (symbole : mol) est une des unités de base du Système international, adoptée en 1971, qui est principalement utilisée en physique et en chimie. La mole est la quantité de matière d'un système contenant exactement élémentaires (atomes, ions, molécules). Ce nombre, appelé « nombre d'Avogadro », correspond à la valeur numérique fixée de la constante d’Avogadro, , lorsqu’elle est exprimée en . Pour donner un ordre de grandeur, le même nombre en grains de maïs permettrait de recouvrir la surface des États-Unis d'une couche uniforme d'une épaisseur d'environ .
Liaison nucléaireLa liaison nucléaire est le phénomène qui assure la cohésion d'un noyau atomique. Le noyau atomique est composé de protons de charge électrique positive, et de neutrons de charge électrique nulle. La répulsion coulombienne tend à séparer les protons. C'est la force nucléaire qui permet d'assurer la stabilité du noyau. L'énergie de liaison E d'un noyau atomique est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses nucléons, qui s'attirent du fait de la force nucléaire, force qui correspond à l’interaction forte résiduelle.
Relative atomic massRelative atomic mass (symbol: A_r; sometimes abbreviated RAM or r.a.m.), also known by the deprecated synonym atomic weight, is a dimensionless physical quantity defined as the ratio of the average mass of atoms of a chemical element in a given sample to the atomic mass constant. The atomic mass constant (symbol: m_u) is defined as being 1/12 of the mass of a carbon-12 atom. Since both quantities in the ratio are masses, the resulting value is dimensionless.
Énergie de liaisonL'énergie de liaison d'un système de corps en interaction (atomes ou particules) est l'énergie nécessaire pour le dissocier. En chimie et en physique atomique l'énergie de liaison, dite aussi chaleur d'atomisation ou enthalpie de liaison, a pour origine l'interaction électromagnétique. En physique nucléaire l'énergie de liaison a pour origine l'interaction forte (notamment, entre quarks) et à un moindre degré l'interaction faible (pour les nucléides radioactifs β). Énergie de liaison (chimie) Énergie de dis
Nombre de masse441px|droite Le nombre de masse (A) est le terme employé en chimie et en physique pour représenter le nombre de nucléons, c'est-à-dire la somme du nombre de protons (numéro atomique Z) et du nombre de neutrons (N) constituant le noyau d'un atome. Par exemple, le noyau du carbone 12 (12C) compte 6 protons et 6 neutrons, son nombre de masse est donc 12 (6 + 6). C'est ce nombre qui détermine la variété isotopique d'un élément chimique. On appelle isotopes des éléments chimiques ayant un même numéro atomique, mais un nombre de neutrons et donc un nombre de masse différents.
Masse moléculaireLa masse moléculaire (absolue) est la masse d'une molécule, exprimée en unité de masse atomique : « uma » (équivalente à un douzième, soit 1/12, de la masse d'un atome de ). Elle peut être obtenue par l'addition de la masse atomique (absolue, mesurée en uma) de chaque atome de la molécule multipliée par leur indice numérique dans la formule brute ou mesurée expérimentalement par spectrométrie de masse. La masse moléculaire relative est le rapport entre la masse moléculaire absolue (en uma) et l'unité de masse atomique « uma ».
Nombre d'Avogadrovignette|Portrait d'Amedeo Avogadro. Le nombre d'Avogadro (ou constante d'Avogadro) est, en physique et en chimie, le nombre d’entités (atomes, molécules, ions ou particules en général) qui se trouvent dans une mole de matière. Il est nommé en l'honneur du physicien et chimiste Amedeo Avogadro et noté . Il est aussi nommé nombre de Loschmidt (et noté ) dans le monde germanophone, en l'honneur de Josef Loschmidt.
Numéro atomique400px|droite Le numéro atomique (Z) représente, en chimie et en physique, le nombre de protons d'un atome. Ce dernier peut être schématisé, en première approche, par une agglomération compacte (noyau atomique) de protons (p+) et de neutrons (n), autour de laquelle circulent des électrons (e−). Dans un atome de charge électrique neutre, le nombre d'électrons est égal au numéro atomique. Comme les protons sont les seuls éléments du noyau avec une charge, le nombre de protons est égal au nombre d'électrons.
Carbone 12Le carbone 12, noté C, est l'isotope du carbone dont le nombre de masse est égal à 12 : son noyau atomique compte , avec un spin 0+ pour une masse atomique égale à . Il est caractérisé par un excès de masse valant et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Il constitue plus de 98,9 % du carbone du milieu naturel, le complément étant constitué de . Comme tous les isotopes du carbone, l'atome neutre possède 6 électrons.
TritiumLe tritium (/tʁi.sjɔm/ ou /tʁi.tjɔm/), noté H ou T, est l'isotope de l'hydrogène dont le nombre de masse est égal à 3 : son noyau atomique, appelé triton, compte et avec un spin 1/2+ pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Il a été mis en évidence en 1934 par Ernest Rutherford, dans la réaction de fusion nucléaire . À la différence du protium H et du deutérium H, ce nucléide est radioactif et se désintègre en (He) avec une demi-vie de .
Réaction triple alphavignette|Vue schématique d'une réaction triple alpha. En astrophysique, la réaction triple alpha désigne un ensemble de réactions de fusion nucléaire convertissant trois particules α (noyaux d') en noyau de carbone. Les étoiles âgées accumulent de l'hélium en leur cœur comme produit de la chaîne proton-proton. Alors que cet hélium s'accumule, il tend à fusionner avec d'autres noyaux d'hydrogène (protons) ou d'hélium (particules α) pour produire des nucléides très instables qui se désintègrent instantanément en noyaux plus petits.
Fusion nucléairevignette|Le Soleil est une étoile de la séquence principale, dont l'énergie provient de la fusion nucléaire de noyaux d'hydrogène en hélium. En son cœur, le Soleil fusionne de tonnes d'hydrogène chaque seconde. La fusion nucléaire (ou thermonucléaire) est une réaction nucléaire dans laquelle deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Cette réaction est à l’œuvre de manière naturelle dans le Soleil et la plupart des étoiles de l'Univers, dans lesquelles sont créés tous les éléments chimiques autres que l'hydrogène et la majeure partie de l'hélium.
Masse molaireLa masse molaire d'une substance est la masse d'une mole de cette substance. Dans le Système international d'unités elle s'exprime en kilogrammes par mole (kg/mol), mais on l'exprime plus couramment en grammes par mole (g/mol, = ) : où : est la masse molaire de la substance (kg/mol ou g/mol) ; est la masse d'une certaine quantité de la substance (kg ou g) ; est la quantité considérée (mol). Les masses molaires du proton et du neutron sont voisines de : respectivement . Celle de l'électron est environ plus faible : .
ZirconiumLe zirconium est l'élément chimique de numéro atomique 40, de symbole Zr. Il a été découvert par Martin Heinrich Klaproth à Berlin, qui l'a extrait du zircon en 1789 sous forme d'oxyde. Mais ce n'est qu'en 1824, que Jöns Jacob Berzelius l'a isolé sous forme de métal à Stockholm, en Suède. En 1999 est trouvé en Australie un fin morceau de cristal de zircon de 4,4 milliards d'années d'âge : hormis certains fragments de météorites, c'est le plus vieil objet terrestre connu.
