Comment les éléments chimiques sont ils répartis dans l’Univers ?

I- L’ABONDANCE DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES :

Activité 1 Les éléments chimiques

lien vers le logiciel en ligne: https://libmol.org/

Correction

Bilan 1 : Les tout premiers éléments chimiques sont nés lors de la formation de l’Univers. Des réactions nucléaires au sein des étoiles sont à l’origine de la centaine d’éléments chimiques actuellement connus.

Les éléments chimiques ne sont pas répartis de manière homogène dans l’Univers.

La matière connue de l’Univers est formée principalement d’hydrogène et d’hélium Ces éléments sont apparus dès les premières minutes de la formation de l’Univers.

La Terre est surtout constituée d’oxygène, Il entre dans la composition de l’eau, de l’air et c’est aussi l’élément le plus abondant des roches terrestres, mais aussi d’hydrogène, de fer, de silicium, de magnésium.

Les êtres vivants sont constitués de molécules minérales (comme l’eau, qui représente 70 à 75 % de leur masse) et de molécules organiques composées de carbone, hydrogène, oxygène et azote.

Comment la radioactivité a-t-elle été découverte et quels sont ses applications dans le domaine des sciences ?

II- LA RADIOACTIVITE AU SERVICE DE LA SCIENCE :

Rappel : composition d’un atome de carbone

DM La découverte de la radioactivité QCM

Activité 2 principe de la datation au 14C

correction

Bilan 2 : La radioactivité est découverte en 1896 par Henri Becquerel. Deux ans plus tard, Marie Curie montre que d’autres éléments, comme le radium, émettent un rayonnement. Elle nomme radioactivité cette émission spontanée de radiations par une substance inerte, sans apport d’énergie extérieure.

Les noyaux qui ont le même nombre protons mais qui ne diffèrent que par leur nombre de neutrons sont appelés isotopes. Certains isotopes sont instables et se désintègrent spontanément et de façon aléatoire en formant d’autres éléments chimiques. C’est le phénomène de la radioactivité.

Du fait de la désintégration régulière des noyaux, la quantité d’éléments radioactifs présents dans un échantillon diminue avec le temps.

Chaque élément radioactif est caractérisé par sa demi-vie ou période radioactive t1/2, qui est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents se soit désintégrée. La demi-vie est très variable selon les éléments : de quelques millisecondes à des milliards d’années.

Act 3 Application de la datation au carbone 14

Correction

Bilan 3 : La quantité de carbone 14 (¹⁴C) présente dans l’atmosphère, bien que très faible, est constante : en effet, il y a autant de ¹⁴C synthétisé dans la haute atmosphère à partir d’azote 14 (¹⁴N) que de ¹⁴C qui se désintègre en ¹⁴N.

Le ¹⁴C créé dans la haute atmosphère est incorporé par les êtres vivants sous la forme de ¹⁴CO₂ atmosphérique ou de ¹⁴CO₂ dissous dans l’eau par l’intermédiaire de la photosynthèse ou de l’alimentation. Les êtres vivants rejettent aussi du ¹⁴CO₂ par respiration. Les apports et les pertes de ¹⁴C s’équilibrent ainsi chez les êtres vivants : la quantité de ¹⁴C contenu dans leur matière organique est constante et identique à celle de l’atmosphère durant toute leur vie.

À la mort de l’organisme, les échanges cessent. La quantité de ¹⁴C qu’il contient décroît avec le temps. Il suffit donc de doser la quantité de ¹⁴C restant dans un organisme pour estimer le temps écoulé depuis sa mort.

Fiche de révision