Exercice d'application au BC8
Un atome d'aluminium est composé d'un noyau constitué de 27 nucléons (13 protons + 14 neutrons) entouré de 13 électrons qui gravitent autour de ce noyau à différentes distances.
Pour se représenter cet atome, on peut utiliser la comparaison avec un filet de fruits (13 pommes + 14 oranges) autour duquel tourneraient 13 grains de riz.
Données sur les masses : mproton = 1,67 10-27 kg mpomme = 150 g
mneutron = 1,67 10-27 kg morange = 150 g
mélectron = 9,11 10-31 kg mgrain de riz = 0,08 g
1/ Associer chaque particule constituant l'atome avec son équivalent dans la comparaison proposée.
La masse de l'atome
2/ Montrer que la masse de tous les grains de riz est négligeable par rapport à la masse du filet de fruits.
3/ De la même façon la masse de tous les électrons de l'atome d'aluminium est négligeable par rapport à la masse de tous les protons et neutrons de l'atome.
Expliquer pourquoi la relation matome = nombre de nucléons × mnucléon permet d'obtenir une très bonne valeur approchée de la masse de l'atome d'aluminium. Calculer alors la masse de l'atome d'aluminium.
La taille de l'atome
Le diamètre de l'atome indique les dimensions de la zone dans laquelle gravitent les électrons autour du noyau.
Le diamètre de l'atome d'aluminium est de 1×10-10 m alors que le diamètre de son noyau n'est que de 1×10-15 m . 4/ On utilise toujours la comparaison entre l'atome et un filet de fruits entouré de grains de riz.
En conservant les mêmes proportions, calculer le diamètre de la zone dans laquelle se trouveraient des grains de riz autour du filet de fruits sachant que le diamètre du filet est de 50 cm.
