Neutrons
Les atomes de tous les éléments – à l’exception de la plupart des atomes d’hydrogène – ont des neutrons dans leur noyau. Contrairement aux protons et aux électrons, qui sont chargés électriquement, les neutrons n’ont aucune charge – ils sont électriquement neutres. C’est pourquoi les neutrons du diagramme ci-dessus sont étiquetés \(n^0\). Le zéro signifie « charge nulle ». La masse d’un neutron est légèrement supérieure à celle d’un proton, qui est d’une unité de masse atomique \(\left( \text{amu} \right)\). (Une unité de masse atomique équivaut à environ \(1,67 \times 10^{-27}\) kilogrammes.) Un neutron a également à peu près le même diamètre qu’un proton, soit \(1,7 \times 10^{-15}\) mètres.
Comme vous l’avez peut-être déjà deviné d’après son nom, le neutron est neutre. En d’autres termes, il n’a aucune charge et n’est donc ni attiré ni repoussé par d’autres objets. Les neutrons se trouvent dans chaque atome (à une exception près), et ils sont liés à d’autres neutrons et protons dans le noyau atomique.
Avant de poursuivre, nous devons discuter de la façon dont les différents types de particules subatomiques interagissent entre eux. Lorsqu’il s’agit des neutrons, la réponse est évidente. Comme les neutrons ne sont ni attirés ni repoussés par les objets, ils n’interagissent pas vraiment avec les protons ou les électrons (au-delà du fait qu’ils sont liés au noyau avec les protons).
Même si les électrons, les protons et les neutrons sont tous des types de particules subatomiques, ils n’ont pas tous la même taille. Lorsque vous comparez les masses des électrons, des protons et des neutrons, vous constatez que les électrons ont une masse extrêmement faible, comparée à celle des protons ou des neutrons. D’autre part, les masses des protons et des neutrons sont assez similaires, même si, techniquement, la masse d’un neutron est légèrement supérieure à celle d’un proton. Comme les protons et les neutrons sont beaucoup plus massifs que les électrons, presque toute la masse de tout atome provient du noyau, qui contient tous les neutrons et les protons.
| Particule | Symbole | Masse (amu) | Masse relative (proton = 1) | Charge relative | Localisation |
|---|---|---|---|---|---|
| proton | p+ | 1 | 1 | +1 | à l’intérieur du noyau |
| électron | e- | 5.45 × 10-4 | 0.00055 | -1 | hors du noyau |
| neutron | n0 | 1 | 1 | 0 | à l’intérieur du noyau |
Tableau \(\PageIndex{1}\) donne les propriétés et les emplacements des électrons, des protons et des neutrons. La troisième colonne indique les masses des trois particules subatomiques en « unités de masse atomique ». Une unité de masse atomique (\(\text{amu}\)) est définie comme un douzième de la masse d’un atome de carbone 12. Les unités de masse atomique (\(\text{amu}\)) sont utiles, car, comme vous pouvez le voir, la masse d’un proton et la masse d’un neutron sont presque exactement \(1\) dans ce système d’unités.
Les charges négatives et positives de même amplitude s’annulent. Cela signifie que la charge négative d’un électron équilibre parfaitement la charge positive du proton. En d’autres termes, un atome neutre doit avoir exactement un électron pour chaque proton. Si un atome neutre a 1 proton, il doit avoir 1 électron. Si un atome neutre a 2 protons, il doit avoir 2 électrons. Si un atome neutre a 10 protons, il doit avoir 10 électrons. Vous voyez le genre. Pour être neutre, un atome doit avoir le même nombre d’électrons et de protons.