Composition isotopique

Tous les noyaux des atomes d'un élément chimique spécifique, , comportent le même nombre de protons. Ce nombre est aussi celui des électrons présents dans le cortège électronique qui enveloppe le noyau.


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Tous les noyaux des atomes d'un élément chimique spécifique, (encore nommé corps simple), comportent le même nombre de protons. Ce nombre est aussi celui des électrons présents dans le cortège électronique qui enveloppe le noyau (de façon que chaque atome comporte tout autant de protons que d'électrons, et soit par conséquent électriquement neutre). C'est ainsi, par exemple, que l'ensemble des atomes de carbone comportent 6 protons et 6 électrons.

Cependant, l'ensemble des atomes de carbone ne sont pas semblables : certains ont un noyau comportant 6 protons et 6 neutrons, alors que pour d'autres, le noyau comprend 6 protons et 8 neutrons. Ces atomes de carbone, (qui n'ont pas le même nombre de masse, c'est-à-dire le nombre de nucléons : protons ou neutrons), sont dits des isotopes. Les atomes de carbone 12 (6 protons et 6 neutrons) sont stables, alors que les isotopes de carbone 14, (6 protons et 8 neutrons), sont radioactifs.

La décomposition radioactive de 14 g de carbone 14 entraine la disparition de la moitié des atomes de carbone 14, (c-à-d 7 g soit à peu près 3, 01 x 1023 atomes), en légèrement plus de 5700 ans (demi-vie du carbone 14).

La composition isotopique indique les proportions des divers isotopes d'un élément chimique spécifique. Comme le montre l'exemple du carbone, elle peut fluctuer selon le temps, et peut par conséquent former un indicateur indirect de divers paramètres (surtout l'age d'un fossile, ou la température moyenne de la Terre, lors de la formation de glaces particulièrement anciennes, comme on en trouve dans les profondeurs des inlandsis du Grœnland ou de l'Antarctique).

L'étude de la composition isotopique de l'eau, du dioxyde de carbone (couramment nommé gaz carbonique), ou du carbone de divers fossiles joue un rôle important en Sciences de la Terre, ou en Biologie, l'exemple le plus connu étant celui de la Datation par le carbone 14.

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