Les isobares sont ces espèces atomiques ayant la même masse mais qui proviennent d'éléments chimiques différents. En conséquence, on peut dire qu'ils sont constitués de nombres différents de protons et de neutrons.
Les protons et les neutrons se trouvent dans le noyau de leurs atomes, mais le nombre net de neutrons et de protons présents dans chaque noyau reste le même. En d'autres termes, une espèce isobare prend naissance lorsqu'une paire de noyaux atomiques montre le même nombre net de neutrons et de protons pour chaque espèce.
Cependant, le nombre de neutrons et de protons qui composent cette quantité nette est différent. Une façon de le remarquer graphiquement est d'observer le nombre de masse (qui est placé sur le côté supérieur gauche du symbole de l'élément chimique représenté), car dans les isobares, ce nombre est le même.
caractéristiques
En premier lieu, l'étymologie du terme isobarus vient des mots grecs isos (qui signifie «égal») et baros (qui signifie «poids»), qui se réfère à l'égalité des poids entre les deux espèces nucléaires.
Il est à noter que les isobares présentent certaines similitudes avec d'autres espèces dont les noyaux ont des coïncidences, comme les isotones, qui ont le même nombre de neutrons mais avec des nombres de masse et des numéros atomiques différents, comme les paires 13 C et 14 N ou 36 S et 37 Cl.
D'autre part, le terme «nucléide» est le nom qui a été inventé pour chacun des ensembles de nucléons (structures constituées de neutrons et de protons) qui peuvent être formés.
Ainsi, les nucléides se distinguent peut-être par leur nombre de neutrons ou de protons, voire par la quantité d'énergie possédée par la structure de leur conglomération.
De même, un noyau fille survient après le processus de désintégration β et ceci, à son tour, est un isobare du noyau parent, en raison du fait que le nombre de nucléons présents dans le noyau reste inchangé, contrairement à ce qui se passe par moyenne de désintégration α.
Il est important de se rappeler que les différents isobares ont des numéros atomiques différents, confirmant qu'il s'agit d'éléments chimiques différents.
Représentation
Pour désigner les différents nucléides, une notation spécifique est utilisée, qui peut être représentée de deux manières: l'une consiste à placer le nom de l'élément chimique suivi de son numéro de masse, qui sont liés par un trait d'union. Par exemple: l'azote 14, dont le noyau est composé de sept neutrons et de sept protons.
L'autre façon de représenter ces espèces est de placer le symbole de l'élément chimique, précédé d'un exposant numérique indiquant le numéro de masse de l'atome en question, ainsi que d'un indice numérique qui désigne son numéro atomique, comme suit façon:
Z A X
Dans cette expression X représente l'élément chimique de l'atome en question, A est le nombre de masse (résultat de l'addition entre le nombre de neutrons et de protons) et Z représente le numéro atomique (égal au nombre de protons dans le noyau de l'atome).
Lorsque ces nucléides sont représentés, le numéro atomique de l'atome (Z) est généralement omis car il ne fournit pas de données supplémentaires pertinentes, il est donc fréquemment représenté par A X.
Une façon de montrer cette notation est de prendre l'exemple précédent (azote-14), qui est également noté 14 N. C'est la notation utilisée pour les isobares.
Exemples
L'utilisation de l'expression «isobares» pour les espèces appelées nucléides qui ont le même nombre de nucléons (le même nombre de masse) a été proposée à la fin des années 1910 par le chimiste britannique Alfred Walter Stewart.
Dans cet ordre d'idées, un exemple d'isobares peut être observé dans le cas des espèces 14 C et 14 N: le nombre de masse est égal à 14, cela implique que le nombre de protons et de neutrons dans les deux espèces est différent.
En effet, cet atome de carbone a un numéro atomique égal à 6, donc il y a 6 protons dans sa structure, et à son tour il a 8 neutrons dans son noyau. Son numéro de masse est donc 14 (6 + 8 = 14).
De son côté, l'atome d'azote a un numéro atomique égal à 7, il est donc composé de 7 protons, mais il a aussi 7 neutrons dans son noyau. Son numéro de masse est également 14 (7 + 7 = 14).
On trouve également une série dans laquelle tous les atomes ont un nombre de masse égal à 40; C'est le cas des isobares: 40 Ca, 40 K, 40 Ar, 40 Cl et 40 S.
Différences entre les isobares et les isotopes
Comme expliqué précédemment, les nucléides décrivent les différentes classes de noyaux atomiques qui existent, selon le nombre de protons et de neutrons qu'ils possèdent.
De plus, parmi ces types de nucléides se trouvent les isobares et les isotopes, qui seront différenciés ci-dessous.
Dans le cas des isobares, comme mentionné précédemment, ils ont le même nombre de nucléons -c'est-à-dire le même nombre de masse-, où le nombre de protons par lesquels une espèce est plus grande que l'autre concorde avec le nombre de neutrons qui sont en déficit, donc le total est le même. Cependant, son numéro atomique est différent.
En ce sens, les espèces isobares proviennent de différents éléments chimiques, elles sont donc situées dans différents espaces du tableau périodique et ont des caractéristiques et des propriétés spécifiques différentes.
Par contre, dans le cas des isotopes, c'est l'inverse qui se produit, puisqu'ils ont le même numéro atomique mais une quantité de masse différente; c'est-à-dire qu'ils ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons à l'intérieur de leurs noyaux atomiques.
De plus, les isotopes sont des espèces atomiques appartenant aux mêmes éléments, ils sont donc situés dans le même espace du tableau périodique et ont des caractéristiques et des propriétés similaires.
Références
- Wikipédia. (sf). Isobar (nucléide). Récupéré de en.wikipedia.org
- Britannica, E. (nd). Isobare. Récupéré de britannica.com
- Konya, J. et Nagy, NM (2018). Nucléaire et radiochimie. Récupéré de books.google.co.ve
- Éducation énergétique. (sf). Isobar (nucléaire). Récupéré de energyeducation.ca
- Vue du tuteur. (sf). Noyaux. Récupéré de physics.tutorvista.com