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Nucléide

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Vue artistique d'un nucléide de Lithium.

Un nucléide est une classe d'atomes dont le noyau possède le même nombre de protons, le même nombre de neutrons et le même état énergétique[1],[2]. Le nucléide se différencie de l'isotope, qui n'est identifié que par son nombre de protons et de neutrons ; il peut exister plusieurs nucléides pour un même isotope.

Le mot « nucléide », forgé à partir du latin nucleus (« noyau »), a été proposé en anglais (nuclide)[3] par Truman P. Kohman[4] en 1947. Kohman a initialement suggéré « nucléide » comme désignant une « espèce de noyau » défini par son nombre de neutrons et de protons. Le mot a donc initialement été désigné pour concerner le noyau atomique.

On représente un nucléide par un symbole, par exemple 14
6
C
pour le carbone 14.

Ce symbole est constitué du symbole de l'élément chimique (C dans l'exemple ci-dessus, le symbole du carbone), d'un indice à gauche représentant le nombre de protons (6 dans l'exemple) et d'un exposant à gauche représentant le nombre de nucléons (protons + neutrons, 6 + 8 = 14 dans l'exemple). Le nombre de protons étant aussi le numéro atomique, l'indice à gauche est souvent omis car il est implicitement défini par le symbole de l'élément (par exemple 14C pour le carbone 14, le carbone étant l'élément chimique de numéro atomique 6).

Un grand nombre de nucléides sont instables. Comme ils sont radioactifs, on les appelle des radionucléides.

Dans la nature, il y a 252 nucléides stables et à peu près 85 nucléides instables. Les radionucléides naturels sont de deux types :

Par ailleurs, environ 3 000 nucléides instables ont été produits par des méthodes artificielles.

Relations entre nucléides

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Les nucléides d'un élément chimique particulier avec le même numéro atomique mais des nombres de neutrons différents s'appellent isotopes de cet élément. Avant que le terme isotope ne soit accepté officiellement (dans les années 1950), il était utilisé de façon vague et pouvait désigner un nucléide particulier.

Des nucléides de nombre de masse égal mais de numéro atomique différent — autrement dit de même nombre de nucléons mais de nombres de protons différents — s'appellent des isobares.

Les isomères d'un même isotope ont le même nombre de protons et de neutrons mais des énergies différentes (des défauts de masse différents), avec une demi-vie significativement longue (par exemple les deux états de 99Tc montrés sous le schéma de désintégration).

Désignation Caractéristiques Exemples Remarques
Isotopes Même nombre de protons. ,
Isotones Même nombre de neutrons. ,
Isobares Même nombre de masse. , , Voir désintégration bêta.
Noyaux miroirs Nombre de neutrons et de protons échangés. ,
Isomères nucléaires Mêmes nombres de neutrons et de protons, mais états d'énergie différents. , Stable ou de grande demi-vie.

Notes et références

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  1. (en) IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, Blackwell Scientific Publications, (ISBN 0-632-01765-1, DOI 10.1351/goldbook.N04257, lire en ligne), « Nuclide ».
  2. Georges Guinier, Qu’est-ce qu’un nucléide ?, Bulletin de l'Union des physiciens, juin 1986 (en ligne).
  3. (en) Truman P. Kohman, « Proposed new word: nuclide », American Journal of Physics, vol. 15, no 4,‎ , p. 356-357 (DOI 10.1119/1.1990965, Bibcode 1947AmJPh..15..356K).
  4. Biographical material about Dr. Kohman

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Articles connexes

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Liens externes

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