Programme

Enseignement scientifique — Une longue histoire de la matière

Les éléments chimiques

Nucléosynthèse stellaire, tableau périodique, abondance des éléments, spectres d'émission

Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Résumé

Les éléments chimiques qui composent notre Univers ont été formés lors de différentes étapes de nucléosynthèse. L'hydrogène et l'hélium sont apparus lors de la nucléosynthèse primordiale, quelques minutes après le Big Bang. Les éléments plus lourds, jusqu'au fer, sont synthétisés au cœur des étoiles par fusion nucléaire : l'étoile « brûle » successivement l'hydrogène, l'hélium, le carbone, etc. Les éléments au-delà du fer sont formés lors de l'explosion d'étoiles massives en supernovae, qui dispersent ces éléments dans le milieu interstellaire. Le tableau périodique, élaboré par Mendeleïev, classe les éléments par numéro atomique croissant et met en évidence la périodicité de leurs propriétés chimiques. L'abondance des éléments dans l'Univers, sur Terre et dans le vivant varie considérablement : l'hydrogène domine dans l'Univers, tandis que le fer et l'oxygène dominent sur Terre, et le carbone, l'hydrogène, l'oxygène et l'azote sont les plus présents dans les êtres vivants. Les spectres d'émission des éléments permettent de les identifier : chaque élément émet un spectre de raies caractéristique, véritable « carte d'identité » lumineuse.

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Les éléments chimiques, extraits du quiz de révision.

L'hydrogène et l'hélium ont été formés lors de :
Réponse :
La nucléosynthèse primordiale
L'hydrogène et l'hélium se sont formés quelques minutes après le Big Bang, lors de la nucléosynthèse primordiale.
Dans les étoiles, la fusion nucléaire permet de créer des éléments jusqu'au :
Réponse :
Fer
La fusion dans les étoiles produit des éléments jusqu'au fer ($Z = 26$). Au-delà, la fusion n'est plus exothermique : il faudrait fournir de l'énergie.
Les éléments plus lourds que le fer sont principalement formés lors :
Réponse :
De l'explosion de supernovae
Les éléments au-delà du fer nécessitent un apport d'énergie considérable, fourni par l'explosion des supernovae.
Dans le tableau périodique, les éléments d'une même colonne ont :
Réponse :
Le même nombre d'électrons de valence
Les éléments d'une même colonne (famille) ont le même nombre d'électrons de valence, d'où des propriétés chimiques similaires.