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Structure de la matière:

La matière est universellemnt constituée d'atomes. Un modèle commode est de représenter les atomes comme constitués d'un noyau central, qui contient la quasi-totalité de sa masse, et d'électrons qui gravitent autour de lui.

Le noyau est composé de deux sortes de particules ou nucléons; les protons, porteurs d'une charge électrique élémentaire positive, et les neutrons, qui ne portent aucune charge électrique. Protons et neutrons ont des masses voisines.

Les électrons ont une masse 2000 fois plus faible que celle des nucléons. Ils portent une charge élémentaire négative. Il y a autant de protons dans le noyau que d'électrons qui gravitent autour :  l'atome est électriquement neutre.

Numéro atomique et nombre de masse:

Le nombre des neutrons et des protons est différent selon les noyaux : le noyau de l'atome le plus simple, l'atome d'hydrogène, est constitué d'un seul proton ; le noyau de l'atome d'oxygène compte 8 protons et 8 neutrons ; le noyau de l'atome d'uranium 238, l'élément naturel le plus lourd, contient 92 proton et 146 neutrons.

Deux nombres caractérisent les atomes. Le numéro atomique, noté Z, est le nombre de protons du noyau; c'est aussi le nombre des électrons de l'atome et la charge électrique qu'il porte.

Le nombre de masse, noté A, correspond au nombre total des particules du noyau (protons plus neutrons).

Il donne la masse totale de l'atome exprimée en unités de masse atomique(*), puisque la masse des électrons est négligable.

27/13 AL par exemple, désigne l'atome d'aluminium, constitué de 13 protons, 14 neutrons (le nombre de neutrons s'obtient par soustraction de : A-Z) et 13 électrons.
 

La table de Mendeleïv:

Mendeleïv, pour respecter ces règles de classement, avait été obligé de laisser des cases vides, dans son tableau. Les propriétés chimiques qui avaient été annoncées par Mendeleïev, se sont avérées vérifiées lors des découvertes successives des éléments absents. Sa classification reste pratiquement inchangée.
 

Les isotopes:

On appelle isotopes des atomes qui ont le même numéro atomique, mais des nombres de masse différents. Leurs propriétés chimiques sont identiques : seules propriétés physiques diffèrent.L'élément hydrogène compte trois isotopes:

• L'Hydrogène ordinaire (un seul proton)
• L'hydrogène lourd, ou deutérium (un proton, un neutron)
• Le tritium (un proton, deux neutrons)

Les deux isotopes les plus importants de l'uranium sont l'uranium 235 et l'uranium 238. On trouve dans la nature 325 isotopes différents. Plus de 1500 autres ont été créés artificiellement.

Défaut de masse:

La masse d'un noyau est inférieure à la somme des masses de ses constituants pris isolément.
Cette différence est appellée défaut de masse.
 

 La fission des noyaux lourds:

La fission des noyaux lourds est mise en oeuvre à l'échelle industrielle dans les centrales nucléaires.
 

Une représentation de la réaction de fission est la suivante:

• Un noyau d'uranium 235 est soumis à un choc d'un neutron.
• Le neutron est d'abord absorbé.
• Le noyau s'étire sous le choc, puis se partage en deux noyaux plus petits appelés produits de fission, produit également de la chaleur, et des rayonnements Alpha, Beta, et Gamma.