Types de désintégration

tout ce à quoi nous avons eu affaire jusqu’à présent et notre voyage dans la chimie a tourné autour de la stabilité des électrons et où les électrons seraient plutôt dans des coquilles stables et comme toutes les choses de la vie, si vous explorez l’atome un peu plus loin, vous réaliserez que les électrons ne sont pas les seules choses qui se passent dans un atome dont le noyau lui-même a des interactions ou une instabilité qui doit être soulagée d’une manière ou d’une autre et c’est ce dont nous parlerons un peu dans cette vidéo donc et et et en fait la mécanique de celui-ci ou bien hors du cadre d’un cours de chimie de première année, mais il est bon au moins de savoir que cela se produit et qu’un jour, lorsque nous étudierons la force nucléaire forte et la physique quantique, etc., nous pourrions commencer à parler exactement de la raison pour laquelle ces protons et neutrons et les quarks qui les constituent interagissent comme ils le font, mais avec cela dit, réfléchissons au moins aux différents types de façons dont un noyau peut se désintégrer essentiellement. disons que j’ai un tas de protons, je dessinerai juste quelques protons ici et je dessinerai des neutrons et je les dessinerai. a dans a la couleur ish neutre peut-être laissez-moi voir comme un grisâtre serait bien alors laissez-moi dessiner quelques neutrons ici combien de pros j’ai 1 2 3 4 5 6 7 8 Je vais faire 1 2 3 4 5 6 7 8 9 neutrons et donc disons que c’est le noyau de notre atome et rappelez-vous et c’était vous savez dans la toute première vidéo que j’ai faite sur l’atome le noyau si vous deviez réellement dessiner l’atome réel et il est en fait très difficile de dessiner un atome parce qu’il n’a pas de limites bien définies l’électron pourrait vraiment être vous savez à un moment donné, il pourrait être n’importe où mais si vous deviez juste dire d’accord où est quatre-vingt-dix pour cent du temps le l’électron va l’être et vous dites que c’est le rayon ou c’est le diamètre de notre atome, nous avons appris dans cette toute première vidéo que le noyau est presque une portion infinitésimale du volume de cette sphère où l’électron sera 90% du temps et les plats à emporter étaient que la plupart de ce que nous regardons dans la vie est juste un espace libre ouvert tout cela n’est qu’un espace ouvert mais je veux juste répéter cela parce que ce petit endroit infinitésimal dont nous avons parlé auparavant où même s’il s’agit d’une très petite partie de la fraction du volume d’un atome c’est en fait presque tout sa masse c’est ce que je fais un zoom avant à ce point ici ce ne sont pas des atomes ce ne sont pas des électrons c’est comme nous zoomons dans le noyau et il s’avère que parfois le noyau est un peu instable et il veut arriver à une configuration plus stable nous n’allons pas entrer dans la mécanique de exactement ce qui définit un noyau instable et tout ça, mais pour entrer dans un noyau plus instable parfois, il émet ce qu’on appelle une particule alpha ou cela s’appelle la désintégration alpha la désintégration alpha alpha et il émet une particule alpha qui semble très fantaisiste et c’est ce que c’est juste une collection de neutrons et de protons donc une particule alpha est deux neutrons et deux protons, alors peut-être que ces gars-là n’ont tout simplement pas l’impression qu’ils s’intègrent parfaitement, alors leur collection ici et ils sont émis, ils partent, ils quittent le noyau, alors pensons à ce qui arrive à un atome quand quelque chose comme ça se produit, disons que j’ai un élément aléatoire, je l’appellerai simplement élément II disons qu’il a des protons P laissez-moi le faire dans la couleur de mes protons, il a des protons P et ensuite son numéro de masse atomique est le nombre de protons plus le nombre de neutrons et dans le neutrons en gris à droite, donc quand il dit quand il connaît une désintégration alpha quand il connaît une désintégration alpha ce qui arrive à l’élément eh bien, ses protons vont diminuer de 2, donc ses protons vont être P moins 2, puis ses neutrons vont également diminuer de 2, donc son nombre de masse va diminuer de 4, donc ici, vous aurez P moins 2 plus nos neutrons moins 2, donc nous allons avoir moins 4, donc votre masse va diminuer de 4 et vous allez réellement vous transformer en un nouvel élément rappelez-vous que vos éléments ont été définis par le nombre de protons donc dans cette désintégration alpha lorsque vous perdez-les car vous perdez 2 neutrons et deux protons, mais surtout les protons vont vous transformer en un élément différent, donc si nous appelons cet élément 1, je vais appeler que nous allons être à un élément différent maintenant élément 2 et si vous pensez à ce qui est généré, nous émettons quelque chose qui a deux protons, deux protons et il a deux neutrons, donc cette masse sera la masse des deux protons et deux neutrons, donc notre réadmission signifie quelque chose qui a une masse de quatre, donc si vous regardez ce qui est deux protons et deux neutrons. en fait, les neutrons ne le font pas, je n’ai pas le périodique tableau sur mon J’avais oublié de le couper et de le coller avant cette vidéo, mais il ne vous faut pas longtemps sur le tableau périodique pour trouver un élément qui a deux protons et c’est de l’hélium, il a en fait une masse atomique de quatre, donc c’est en fait un noyau d’hélium qui est émis avec désintégration alpha, c’est en fait un noyau d’hélium, un noyau d’hélium et parce que c’est un noyau d’hélium et qu’il n’a pas d’électrons pour rebondir, ce sont deux protons que vous appelleriez ceci, ce serait un ion d’hélium, donc il n’a essentiellement pas d’électrons, il a deux protons donc il a une charge plus deux plus deux charges donc un tableau sur mon j’avais oublié de le couper et de le coller avant cette vidéo, mais il ne vous faut pas longtemps sur le tableau périodique pour trouver un élément qui a deux protons et qui n’a pas d’électrons. alpha la particule n’est vraiment qu’un ion d’hélium a plus un ion d’hélium à deux charges qui est spontanément émis par un noyau juste pour atteindre un état plus stable maintenant c’est un type de désintégration explorons l’autre alors laissez-moi dessiner un autre noyau ici je vais dessiner des neutrons je vais juste dessiner des protons protons donc il s’avère parfois qu’un neutron ne se sent pas à l’aise avec lui-même il souhaite qu’il regarde ce que font les protons au quotidien et dit que vous savez ce que pour une raison quelconque quand je regarde dans mon cœur, j’ai l’impression que je devrais vraiment être un proton si j’étais proton le noyau entier serait un peu plus stable et donc ce que ça fait, c’est de devenir un proton rappelez-vous qu’un neutron a une charge neutre, donc ce qu’il fait, c’est qu’il émet un électron et je sais que vous dites que c’est fou, je ne savais même pas que les neutrons avaient des électrons en eux et tout cela et je suis d’accord avec vous, c’est fou et et un jour, nous étudierons tout ce qui existe à l’intérieur du noyau, mais disons simplement qu’ils peuvent émettre un électron et quand il émet un électron, donc cela émet un électron, donc il émet un électron et nous le signifions avec c’est à peu près sa masse est nulle, nous savons qu’un électron ne le fait pas vraiment avoir une masse nulle, mais nous parlons d’unités de masse atomique si le proton en est un, un électron en est un 1 836, donc nous venons d’arrondir et nous disons qu’il a une masse de votre masse n’est vraiment pas nulle, sa masse et sa charge est moins un, c’est atomique, vous pouvez en quelque sorte dire que son numéro atomique est moins un, donc il émet un électron et en émettant un électron au lieu d’être neutre maintenant, il se transforme en proton, il se transforme en proton et c’est ce qu’on appelle la désintégration bêta désintégration bêta désintégration bêta et une particule bêta est vraiment juste cet électron émis, alors revenons à notre petit cas d’un élément il a un certain nombre de protons et ensuite il y a un certain nombre de neutrons donc vous avez eu les protons et les neutrons et vous obtenez votre nombre de masse quand il subit une désintégration bêta ce qui se passe bien, ce sont les protons qui ont changé, c’est sûr que nous avons un proton de plus qu’avant parce qu’un neutron a changé en un alors maintenant nos protons sont plus un a notre nombre de masse changé bien voir cela va les neutrons diminuent de un mais vos protons augmentent de un donc votre nombre de masse ne changera pas donc il va toujours être P plus n donc votre masse reste la même contrairement à la situation avec la désintégration alpha mais votre élément change vous êtes pro nombre de les protons changent alors maintenant vous êtes à nouveau face à un nouvel élément en désintégration bêta maintenant disons que nous avons eu l’autre situation disons que nous avons une situation où l’un de ces protons regarde les neutrons et dit que vous savez ce que je vois comment ils vivent et c’est très attrayant pour moi Je pense que je m’intégrerais mieux et notre communauté de particules de nous pourrions les appeler nucléaires eh bien nous des particules dans le noyau serait plus heureux si j’étais un neutron nous serions tous dans un état plus stable donc ce qu’ils font, c’est que le petit proton inconfortable a une certaine probabilité d’émission et maintenant c’est une idée nouvelle pour vous un positron pas un proton il émet un positron et qu’est-ce qu’un positron c’est quelque chose qui a exactement la même masse qu’un électron donc c’est un 1836 de la masse d’un proton mais on écrit juste un zéro là parce que dans les unités de masse atomique c’est c’est assez proche de zéro mais il a une charge positive c’est un peu déroutant parce qu’ils vont encore écrire un là chaque fois que j’en vois je vois bien je pense un électron mais non ils disent E parce que c’est un peu comme le même type de particule mais au lieu d’avoir une charge négative, il a une charge positive, c’est un positron positron et maintenant nous commençons à devenir un peu exotiques avec les types de particules et les choses auxquelles nous avons affaire, mais cela se produit et si vous avez un proton qui émet cette particule qui a à peu près toute sa charge positive, ce proton se transforme en un neutron et cela s’appelle émission de positrons l’émission de positrons est généralement assez facile à comprendre car ils l’appellent émission de positrons, donc si nous commençons par le même E, il a un certain nombre de protons un certain nombre de neutrons quel est le nouvel élément va pour être ce qui va se passer perdre un proton P moins 1 et cela va être transformé en neutron, donc P va baisser de 1 et il va augmenter de 1 pour que la masse de l’ensemble des élus de l’atome entier ne change pas, donc ce sera P plus n, mais nous allons toujours avoir un élément différent quand nous avons eu une désintégration bêta, nous augmentons le nombre de protons, donc nous sommes allés un peu à droite dans le tableau périodique ou nous avons augmenté notre puits. vous avez l’idée quand nous émettons des positons, nous avons diminué notre nombre de protons et en fait, je devrais écrire qu’ici dans ces deux réactions donc et c’est le émission de positrons et je reste avec un positron et dans notre désintégration bêta, je reste avec un électron, ils sont écrits exactement de la même manière que vous connaissez cet électron parce que c’est une charge moins une que vous remarquez en tant que positron parce qu’il a une charge plus une maintenant, il y a un dernier type de désintégration que vous devriez connaître, mais cela ne change pas le nombre de protons ou de neutrons et un noyau, mais il vient de libérer une tonne d’énergie ou parfois vous connaissez un photon à haute énergie et cela s’appelle désintégration gamma et la désintégration gamma signifie que ces gars-là se reconfigurent peut-être eux-mêmes ils se rapprochent un peu et en faisant cela, ils libèrent de l’énergie sous la forme d’une très grande longueur d’onde, une onde électromagnétique qui est essentiellement un gamma, vous pouvez soit l’appeler une particule gamma, soit un rayon gamma et il y a des rayons gamma de très haute énergie ou quelque chose que vous ne voulez pas voir, ils sont très susceptibles de vous tuer, alors tout ce que nous avons fait, j’ai défini un peu de théorie, faisons quelques problèmes réels et déterminons à quel type de désintégration nous avons affaire, alors ici, j’ai sept béryllium où sept est sa masse atomique et je n’ai pas été converti en sept lithium, alors que se passe-t-il ici mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon béryllium mon la masse nucléaire reste la même mais je passe de quatre protons Je passe de quatre protons à trois protons, donc je réduit mon nombre de protons ma masse globale n’a pas changé, donc ce n’est certainement pas une désintégration alpha la désintégration alpha était que vous savez que vous libérez tout un hélium du noyau, alors qu’est-ce que je libère ce que je libère une charge positive ou je libère un positron et je conduis c’est ici dans cette équation c’est un positron positron donc ce type de désintégration de sept béryllium à sept lithium est juste pour l’émission de positrons assez maintenant, regardons le prochain que nous avons l’uranium 238 se désintégrant en thorium 234 nous voyons que la masse atomique diminue de 4-4 et vous voyez que votre numéro atomique diminue ou que vos protons diminuent de 2, donc vous devez libérer essentiellement quelque chose qui a une masse atomique de 4 et un numéro atomique de 2 ou ou un hélium, donc c’est une désintégration alpha, donc ici, c’est une particule alpha, une particule alpha et ceci est un exemple de désintégration alpha maintenant, vous dites probablement hey Sal attendez que quelque chose de bizarre se passe ici parce que si je passe de 92 protons à 90 protons, j’ai toujours mes 92 électrons dehors ici, alors n’aurais-je pas maintenant un moins 2 charge et encore mieux, c’est cet hélium, je libère cet hélium, il n’a pas d’électrons avec lui, c’est juste un noyau d’hélium, donc cela n’a pas de charge plus 2 et si vous avez dit que vous auriez tout à fait raison, mais la réalité est que lorsque cette désintégration se produit, ce thorium n’a aucune raison de s’accrocher à ces deux électrons, donc ces deux électrons disparaissent et le thorium redevient neutre et cet hélium de même, il est très rapide, il veut vraiment que deux électrons deviennent stables, donc il est très rapide de saisir deux électrons partout où il se heurte et cela devient donc stable donc vous pouvez l’écrire de toute façon maintenant faisons un autre donc ici j’ai une libération d’iode voyons ce qui se passe ma masse ne change pas donc je dois juste avoir des protons qui se transforment en neutrons ou des neutrons qui se transforment en protons et je vois ici que j’ai 53 protons et maintenant j’ai 54 protons donc je dois avoir un neutron qui doit se transformer en proton un neutron doit être passé à un proton et la façon dont un neutron va à un proton est en libérant un électron et nous voyons que dans cette réaction ici, un électron a a été publié et donc c’est la désintégration bêta c’est une bêta particule bêta c’est la désintégration bêta et cette même logique tient comme hé attendez, je viens de passer de 53 à 54 protons je n’ai pas vous savez ce que maintenant que j’ai ce proton supplémentaire, je n’aurai pas une charge positive ici, mais très rapidement, cela pourrait peut-être que ça va probablement ne pas avoir ces électrons exacts il y a tellement d’électrons qui circulent, mais cela attraperait des électrons quelque part pour devenir stables et ensuite ce sera à nouveau stable, mais vous avez tout à fait raison et vous pensez que ce ne serait pas un ion pendant un petit laps de temps maintenant, faisons-en un de plus donc nous avons deux vingt-deux radon il a un numéro atomique de quatre-vingt-six va à deux dix-huit polonium avec un numéro atomique de quatre-vingt-quatre et c’est en fait un côté intéressant le polonium est nommé d’après la Pologne parce que Marie Curie elle elle à l’époque Pologne c’était au tournant du siècle dernier autour des années 1800 La Pologne n’existait pas en tant que pays séparé, elle était divisée entre la Prusse, la Russie et l’Autriche et ils voulaient vraiment faire savoir aux gens que hey vous savez cela, nous pensons que nous sommes un peuple, alors ils ont découvert que quand vous savez que le radon s’est décomposé, il a formé la colonie ils l’ont nommée d’après leur patrie après la Pologne donc juste un puits c’est les privilèges de découvrir de nouveaux éléments mais de toute façon revenons au problème donc ce qui s’est passé notre masse atomique a diminué de quatre notre numéro atomique a diminué de deux encore une fois, nous devons avoir libéré une particule d’hélium quelque chose un noyau d’hélium quelque chose qui a une masse atomique de quatre et un et un numéro atomique de deux et de sorte que nous y sommes donc c’est la désintégration alpha la désintégration alpha et c’est que nous pourrions écrire ceci comme un noyau d’hélium pour qu’il n’y ait pas d’électrons et nous pourrions même dire immédiatement que cela aurait une charge négative mais ensuite il perd