De l'atome au noyau


Où l'atome révèle sa structure interne ... (9/9)

Ce possible surnombre de neutrons dans le noyau atomique expliquait en outre l'existence des isotopes, ces éléments caractérisés par un mème nombre d'électrons et de protons, par des propriétés physico-chimiques semblables, mais différant entre eux par leurs masses. Ces éléments avaient été découverts en 1913 par Frederic Soddy (1877-1956) dans la série des radioéléments. Francis William Aston (1877-1945) en avait ensuite étendu la liste à d'autres éléments de la classification périodique. Les atomes d'un mème élément chimique pouvaient donc différer les uns des autres, contrairement à ce que pensaient les pionniers de l'atomisme moderne, contrairement à ce qu'avait affirmé John Dalton, notamment : "Les particules ultimes de tous les corps homogènes sont parfaitement identiques en poids, forme, ...". Joseph John Thomson lui-mème avait déclaré en 1914 : "Toutes les particules d'une espèce déterminée ont exactement la mème masse (...) les atomes d'un élément donné sont identiques".

Frederic Soddy (1877-1956)


Une autre certitude, plus que centenaire celle-là, allait bientôt voler en éclat également : la loi de la conservation de la matière à l'échelle microscopique. Il apparut en effet que la masse d'un atome n'était pas toujours égale à la somme des masses de ses constituants ; plus précisément, que la masse de certains noyaux était parfois inférieure à celle des protons et neutrons qu'ils contiennent. Ce défaut de masse fut à juste titre attribué à l'énergie de cohésion des particules dans le noyau, soit à l'énergie libérée lors de la formation du noyau - celui d'hélium, notamment. Pour autant, tous les noyaux n'étaient pas stables, comme le suggéraient la découverte, à la fin du XIXème siècle, de la radioactivité naturelle de l'uranium, du polonium et du radium par Henri Becquerel, Marie et Pierre Curie ; la transmutation réussie d'un noyau d'azote en un noyau d'oxygène sous l'effet d'un bombardement de particules alpha par Ernest Rutherford en 1919 ; la découverte, en 1934, de la radioactivité artificielle, par Irène et Frédéric Joliot-Curie ; la fission réussie, enfin, de l'atome d'uranium par Otto Hahn et Fritz Strassmann en 1938-39, qui préfigurait le début de l'ère atomique.

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