Exercice 4C

 

Enoncé :

 

Un objet est constitué d'atomes d'étain `{::}_50^120`Sn.

a) Donner la composition du noyau puis celle de l'atome d'étain.

b) Calculer la valeur de la charge électrique du noyau. Donner également la valeur de la charge électrique du cortège électronique.

c) Calculer la valeur de la masse approchée d'un atome.

Remarque : La masse approchée m' est obtenue en négligeant la masse des électrons :

. . . Données :

. . . . . . . . . . . . masse d'un proton : . . 1,67 . 10^-27 kg

. . . . . . . . . . . . masse d'un neuton : . . 1,67 . 10^-27 kg

. . . . . . . . . . . . masse d'un électron : . . 9 . 10^-31 kg.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solution :

 

a. Le noyau d'étain étudié ¹²⁰Sn contient 120 nucléons. Or le numéro atomique de l'étain est Z = 50.

Ce noyau contient donc 120 nucléons : 50 protons et 70 neutrons.

L'atome d'étain contient : 50 protons, 70 neutrons et 50 électrons.

 

b. La charge du noyau est celle de ses 50 protons, c'est-à-dire : 50 e.

La charge du cortège électronique est la charge des 50 électrons, c'est-à-dire : - 50 e.

L'atome étant neutre, la charge totale (noyau + électrons) doit être égale à 0.

 

c. Si on tenait compte de l'ensemble des composants de l'atome on aurait une masse m_atome telle que :

m_atome = Z m_proton + (A-Z) m_neutron + Z m_électron

La masse approchée m' est obtenue en négligeant la masse des électrons :

m' = m_{approchée atome} = Z m_proton + (A-Z) m_neutron

. . . . . ou bien :

m' = m_{approchée atome} = A m_proton

car les protons et les neutrons ont la même masse.

. . . . . . A.N. : . . m' = m_{approchée atome} = 120 . 1,67 . 10^-27 = 2,00 . 10^-25 kg.