Les caractéristiques de l’atome de phosphore sont A = 31 et Z = 15.
1) Déterminer la composition de l’atome de phosphore
2) Calculer la masse du noyau de cet atome sachant que la masse d’un nucléon (proton ou neutron) est mnucléon = 1,67.10-27 kg
3) Calculer la masse de son nuage électronique sachant que la masse d’un électron est mélectron = 9,11.10-31 kg
4) Calculer le rapport de la masse du noyau sur la masse de son nuage électronique
5) Quelle conclusion peut-on en tirer ?
6) Déterminer alors sans calcul la masse de l’atome de phosphore
1) L’atome de phosphore contient : Z = 15 protons, Z = 15 électrons et A – Z = 31 – 15 = 16 neutrons
2) Le noyau de phosphore contient A = 31 nucléons (15 protons et 16 neutrons). Il a donc pour masse :
mnoyau = 31 x mnucléon = 31 x 1,67.10-27 = 5,18.10-26 kg
3) Le nuage électronique comporte 15 électrons. Il a donc pour masse :
mnuage électronique = 15 x mélectron = 15 x 9,11.10-31 = 1,37.10-29 kg
4) Le rapport de la masse du noyau sur la masse de son nuage électronique est :
5) On en conclut que le noyau est 3800 fois plus lourd que le nuage électronique. La masse du nuage électronique est négligeable devant la masse du noyau. On peut considérer que la masse d’un atome est égale à la masse de son noyau
6) La masse de l’atome de phosphore est obtenue sans calcul car égale à la masse de son noyau calculée dans la question 2.
matome = mnoyau = 5,18.10-26 kg