Il existe dans l' près d'une centaine d'éléments chimiques différents. Que ce soit dans les étoiles, sur Terre ou dans les êtres vivants, les proportions de ces éléments sont très différentes.

Comment les éléments chimiques sont-ils répartis dans l'Univers ?

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Ce que j'ai déjà vu

La composition d'un noyau atomique
Le symbole d'un noyau

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Documents

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 1
La formation des premiers noyaux légers

Quelques secondes après le Big Bang, les particules élémentaires ont formé les premiers noyaux d'atomes d'hydrogène

H

, d'hélium

He

et de lithium

Li

.
Ces noyaux ont ensuite fusionné pour former de nouvelles variétés isotopiques de l'hydrogène (le deutérium

_{1}^{2} H

et le tritium

_{1}^{3} H

), l'hélium 3 et 4, le lithium 6 et 7, ainsi que le béryllium 7. Cette première étape est appelée nucléosynthèse primordiale.
Environ 300 secondes après le Big Bang, la température et la densité sont devenues trop faibles : la nucléosynthèse primordiale s'est interrompue.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Supplément numérique

Visionnez une

animation vidéo

de la fusion au cœur des étoiles.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 2
La formation des noyaux lourds

Après la nucléosynthèse primordiale, les noyaux légers se sont rassemblés et ont commencé à former des noyaux plus lourds au sein des étoiles : ce processus est appelé nucléosynthèse stellaire.
La fusion des noyaux d'atomes d'hydrogène a notamment permis la formation de noyaux d'hélium 4. D'autres réactions se sont produites ensuite, et les noyaux atomiques plus lourds (jusqu'à

Z = 26

avec le fer

Fe

) sont apparus au cœur des étoiles.
Au fur et à mesure des fusions, une étoile gagne en masse ce qui la conduit à s'effondrer sous l'effet de sa propre attraction gravitationnelle. Cet effondrement provoque l'expulsion des couches externes. De nouvelles fusions nucléaires ont alors lieu, ce qui permet la formation de noyaux plus lourds que le fer

(Z > 26)

. Ce phénomène est appelé nucléosynthèse explosive.

Photographie de la nébuleuse du Voile : filaments de gaz rouge, or et bleu dans l'espace.

NASA/ESA/Hubble Heritage Team

Débris d'étoile de la nébuleuse du Voile. On y trouve la présence d'oxygène et de soufre formés par nucléosynthèse dans ce qui fut une étoile il y a 8 000 ans.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 3
Les éléments chimiques dans l'Univers

Sur le graphique, N représente le nombre
de noyaux de l'élément chimique dont le numéro atomique est Z

On connaît 118 éléments chimiques à ce jour mais leur est très variable. Sur le graphique,

N

représente le nombre de noyaux de l'élément chimique dont le numéro atomique est

Z

, en les comparant à une population de référence de 10⁶ noyaux de silicium

Si

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 4
L'abondance massique des éléments chimiques dans le monde du vivant

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 5
L'abondance massique des éléments chimiques dans la croûte terrestre

Élément	Pourcentage massique
Oxygène $O$ ( $Z$ = 8)	46 %
Silicium $Si$ ( $Z$ = 14)	28 %
Aluminium $Al$ ( $Z$ = 13)	8 %
Fer $Fe$ ( $Z$ = 26)	6 %
Calcium $Ca$ ( $Z$ = 20)	4 %
Autres	8 %

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 6
L'abondance massique des éléments chimiques sur le sol lunaire

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 7
L'abondance massique des éléments chimiques dans la photosphère du Soleil

Élément	Pourcentage massique
Hydrogène $H$ ( $Z$ = 1)	73,46 %
Hélium $He$ ( $Z$ = 2)	24,85 %
Oxygène $O$ ( $Z$ = 8)	0,77 %
Carbone $C$ ( $Z$ = 6)	0,29 %
Fer $Fe$ ( $Z$ = 26)	0,16 %
Néon $Ne$ ( $Z$ = 10)	0,12 %
Autres	0,35 %

Abondance massique des éléments chimiques présents dans la photosphère du Soleil.

Le Soleil est un astre dans lequel on trouve principalement de l'hydrogène

H

et de l'hélium

He

. Il contient aussi d'autres éléments chimiques, dont les proportions sont beaucoup plus faibles. En astrophysique, tous les éléments chimiques de numéro atomique

Z

supérieur à 2 sont considérés comme des « éléments lourds ».

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Vocabulaire

Abondance massique : rapport entre la masse d'un ensemble de noyaux d'un même élément chimique et la masse totale.

Abondance relative : rapport entre le nombre de noyaux d'un élément chimique et le nombre de noyaux d'un élément chimique de référence.

Croûte terrestre : enveloppe solide et superficielle de la Terre, qui a une épaisseur de l'ordre de 10 km.

Photosphère : couche externe superficielle d'une étoile.

Univers : ensemble de toute la matière, de tout ce qui existe.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Questions

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

1. Doc. 1 et doc. 2 Décrivez les principales étapes de la formation des éléments chimiques dans l'Univers.

2. Doc. 3 Identifiez les deux éléments chimiques les plus abondants dans l'Univers. Combien de fois sont-ils plus présents que le silicium Si d'après les abondances relatives fournies ?

3. Doc. 5 et doc. 6 À l'aide de la fiche

p. 272

, réalisez des diagrammes circulaires de l'abondance massique des éléments dans la croûte terrestre et sur le sol lunaire.

Cliquez ici pour avoir accès à un espace de dessin

4. Synthèse Réalisez un diagramme en bâtons empilés comparant l'abondance massique des éléments chimiques dans le monde du vivant, la croûte terrestre, le sol lunaire et la photosphère du Soleil.

Cliquez ici pour avoir accès à un espace de dessin

Page suivante

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.

j'ai une idée !

Oups, une coquille

Esprit critique

Ch. 1Les éléments chimiques

Ch. 2Les cristaux, des édifices ordonnés

Ch. 3Une structure complexe : la cellule

Ch. 4Le rayonnement solaire

Ch. 5Le bilan radiatif terrestre

Ch. 6Énergie solaire, photosynthèse et nutrition

Ch. 7Énergie solaire et humanité

Ch. 8La forme de la Terre

Ch. 9L’Histoire de l'âge de la Terre

Ch. 10La Terre dans l'Univers

Ch. 11Son et musique

Ch. 12Le son, une information à coder

Ch. 13Entendre et protéger son audition

Projet expérimental et numérique

Livret Maths

Annexes

L'abondance des éléments chimiques dans l'Univers

Introduction

Ce que j'ai déjà vu

Documents

Doc. 1La formation des premiers noyaux légers

Supplément numérique

Doc. 2La formation des noyaux lourds

Doc. 3Les éléments chimiques dans l'Univers

Doc. 4L'abondance massique des éléments chimiques dans le monde du vivant

Doc. 5L'abondance massique des éléments chimiques dans la croûte terrestre

Doc. 6L'abondance massique des éléments chimiques sur le sol lunaire

Doc. 7L'abondance massique des éléments chimiques dans la photosphère du Soleil

Vocabulaire

Questions

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Ch. 1
Les éléments chimiques

Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés

Ch. 3
Une structure complexe : la cellule

Ch. 4
Le rayonnement solaire

Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre

Ch. 6
Énergie solaire, photosynthèse et nutrition

Ch. 7
Énergie solaire et humanité

Ch. 8
La forme de la Terre

Ch. 9
L’Histoire de l'âge de la Terre

Ch. 10
La Terre dans l'Univers

Ch. 11
Son et musique

Ch. 12
Le son, une information à coder

Ch. 13
Entendre et protéger son audition

Doc. 1
La formation des premiers noyaux légers

Doc. 2
La formation des noyaux lourds

Doc. 3
Les éléments chimiques dans l'Univers

Doc. 4
L'abondance massique des éléments chimiques dans le monde du vivant

Doc. 5
L'abondance massique des éléments chimiques dans la croûte terrestre

Doc. 6
L'abondance massique des éléments chimiques sur le sol lunaire

Doc. 7
L'abondance massique des éléments chimiques dans la photosphère du Soleil