La stabilité nucléaire

La stabilité nucléaire correspond à l'état d'un noyau atomique dans lequel la force nucléaire est supérieure aux forces de répulsion entre les protons.

Selon le modèle atomique simplifié, un atome est composé d'un noyau autour duquel gravitent des électrons. Mis à part l'hydrogène (H), le noyau atomique de tous les éléments contient des nucléons en différentes quantités, soit des protons de charge positive et des neutrons de charge nulle. Comme les charges électriques semblables ont tendance à se repousser les unes des autres, les protons contenus dans le noyau exercent une force de répulsion électrique. C'est la présence des neutrons qui maintient la cohésion du noyau puisqu'ils exercent une force d'attraction qui permet de lier fortement les nucléons entre eux. Cette force, nommée force nucléaire, assure ainsi la stabilité du noyau atomique.

La stabilité nucléaire dépend principalement de deux facteurs : la taille du noyau atomique et le nombre de neutrons qu'il contient. Un atome dont le noyau est instable est dit « radioactif ».

  • Habituellement, la force nucléaire est supérieure à la force de répulsion dans un noyau, assurant ainsi sa cohésion. Toutefois, la force nucléaire ne s'exerce que sur de courtes distances. Ainsi, plus la taille d'un noyau augmente, moins la force nucléaire réussit à s'opposer aux forces de répulsion entre les protons. C'est d'ailleurs pour cette raison que tous les atomes dont le numéro atomique (Z) est supérieur à 83 sont tous instables, c'est-à-dire qu'ils sont susceptibles de se désintégrer pour former un ou plusieurs atomes d'éléments plus petits.
  • Par ailleurs, plus il y a de protons dans un noyau et plus le nombre de neutrons doit être élevé pour assurer la stabilité nucléaire. Dans les atomes légers, le nombre de neutrons est approximativement le même que celui des protons. Toutefois, dans les atomes plus lourds, il arrive que le nombre de neutrons soit supérieur ou inférieur à celui des protons. Les noyaux sont alors instables et donc susceptibles de se désintégrer.

Presque tous les éléments chimiques possèdent plusieurs isotopes, c'est-à-dire des atomes d'un même élément qui ne contiennent pas le même nombre de neutrons. Ces isotopes n'ont pas tous la même stabilité nucléaire. Certains sont stables alors que d'autres ne le sont pas. On peut en conclure que le nombre de neutrons joue un rôle dans la stabilité du noyau des atomes.


Les trois isotopes de l'hydrogène : les deux premiers sont stables alors que le troisième est radioactif.
Source

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse