Séquence 1 : un niveau d'organisation - les elements chimiques
Comment à partir du seul élément hydrogène, la diversité des éléments chimiques est-elle apparue ? Aborder cette question nécessite de s'intéresser aux noyaux atomiques et à leurs transformations. Cela fournit l'occasion d'introduire un modèle mathématique d'évolution discrète.
Savoirs
Les noyaux des atomes de la centaine d'éléments chimiques stables résultant de réactions nucléaires qui se produisent au sein des étoiles à partir de l'hydrogène initial. La matière connue de l'Univers est formée principalement d'hydrogène et d'hélium alors que la Terre est surtout constituée d'oxygène, d'hydrogène, de fer, de silicium, de magnésium et les êtres vivants de carbone, hydrogène, oxygène et azote.
Certains noyaux sont instables et se désintègrent (radioactivité). L'instant de désintégration d'un noyau radioactif individuel est aléatoire.
La demi-vie d'un noyau radioactif est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents dans un échantillon macroscopique se soit désintégrée.
Cette demi-vie est caractéristique du noyau radioactif.
Savoir-faire
Produire et analyser différentes représentations graphiques de l'abondance des éléments chimiques (proportions) dans l'Univers, la Terre, les êtres vivants.
L'équation d'une réaction nucléaire stellaire étant fournie, reconnaître si celle-ci relève d'une fusion ou d'une fission.
Liens mathématiques :
- Tableaux croisés, représentation de données
- Calcul algébrique
Calculer le nombre de noyaux restants au bout de n demi-vies.
Utiliser une représentation graphique pour déterminer une demi-vie.
Utiliser une décroissance radioactive pour une datation.
Expliquer l'utilisation de noyaux radioactifs dans un contexte médical.
Citer quelques précautions inhérentes à l'utilisation de substances radioactives.
Liens mathématiques :
- phénomènes aléatoires
- lectures graphiques (résolution d'équations et d'inéquations, recherche d'images et d'antécédents)
- suite géométriques à termes strictement positifs, décroissance exponentielle
Pour l'année 2024/2025, cette séquence est traitée par l'enseignant de physique/chimie
Quizz de révisions :
