Abondance relative des éléments chimiques








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date de publication07.12.2016
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Les éléments chimiques dans l’univers

Abondance relative des éléments chimiques


Objectifs :  Apprendre à utiliser et construire un graphique.

 Comparer l’abondance des éléments chimiques dans divers milieux.
I – Interprétation des abondances atomiques dans différents lieux :


QUESTIONS

  1. Dans un tableur, recopier en colonne le tableau représentant l’abondance des éléments du globe terrestre et tracer un diagramme nommé histogramme puis un autre nommé diagramme circulaire pour comparer.

  2. Compléter le tableau suivant :



  1. Justifier l'abondance des éléments H et O dans l'eau de mer et leurs proportions.

  2. Justifier la relative abondance des éléments chlore et sodium dans l'eau de mer.

  3. Comparer les % en atomes et % en masse dans le corps humain pour les éléments H et O.

Conclure.

  1. Où sont localisés dans le corps humain les éléments Mg et Ca ?

  2. Le corps humain contient les éléments Fe, Cu, Zn sous différentes formes en très petites quantités. Comment les appelle-t-on et quel est leur rôle ?

II - Les éléments chimiques dans l’Univers
L’Univers est constitué de milliards de galaxies. Chacune d’elle comporte à son tour une myriade d’étoiles. Certaines étoiles, comme le Soleil, sont entourées d’une ou plusieurs planètes. Sur notre planète, l’émergence de la vie a créé un nouveau système, la biosphère.

Comment les éléments chimiques sont-ils répartis entre ces différentes régions de l’Univers ?

Nuages interstellaires

Ils sont essentiellement formés d’hydrogène, sous forme de dihydrogène H2, sous forme atomique H et sous forme ionisée H+. Les grains de poussière, qu’on y trouve aussi, sont constitués de glace H2O, de carbone C et de silicates comme ceux qui constituent la croûte et le manteau du globe terrestre.

La densité de certains nuages est suffisante pour qu’ils s’effondrent sur eux-mêmes, donnant ainsi naissance à de nouveaux objets.

Etoiles

Si leur masse est suffisante, ces objets deviennent des étoiles, comme le Soleil ; composées de 75% d’hydrogène* et 25% d’hélium*, celles-ci sont le siège de réactions nucléaires qui transforment peu à peu les éléments légers en éléments lourds C, O, Mg, Si, …

Lors de l’explosion de certaines étoiles, les éléments qui les constituent sont dispersés dans l’espace et se mélangent aux nuages interstellaires à partir desquels ils formeront de nouvelles étoiles.

Planètes

Si la masse est trop faible, les réactions nucléaires ne « s’allument pas », c’est ce qui s’est passé pour les neuf planètes du Système Solaire.

Les planètes extérieures (Jupiter, Saturne, …) ont des masses importantes et leurs températures sont très faibles, en raison de leur éloignement du Soleil. L’hydrogène et l’hélium en sont restés les principaux éléments.

Les planètes les plus proches du Soleil (Mercure, Vénus, Terre, Mars) ont des compositions voisines.

A cause de leurs températures élevées, elles ont subi un dégazage important. Comme la Terre, ces planètes ont une structure en « pelure d’oignon ». Ainsi, la Terre comporte un noyau principalement constitué de fer ; il est entouré par le manteau (les principaux éléments y sont Si, O, Mg et Fe) sur lequel repose la croûte terrestre ou lithosphère. Sur 70% de sa surface, la croûte est recouverte par les mers et les océans qui constituent l’hydrosphère. L’ensemble est enfin enveloppé par l’atmosphère. La biosphère s’est développée dans les trois zones superficielles.

* pourcentage en masse.


  1. Dans quelle région de l’Univers observe-t-on la synthèse des éléments chimiques ? S’agit-il de réactions chimiques ?

  2. Qu’est ce qu’une réaction nucléaire ?


Nom de l’élément

Symbole

Isotopes naturels

Nom

Z

A

Symbole





































Date et lieu de découverte




Savant l’ayant découvert




Propriétés physiques




Propriétés

chimiques






Pour quelles raisons les planètes extérieures ont-elles conservé une composition riche en hydrogène et en hélium ?

  1. Quels faits justifient l’hypothèse de la formation de la Terre à partir d’un nuage de poussières ?


Bonus : S’il vous reste du temps, établir la carte d’identité sur le tableur d’un élément chimique de votre choix mais avec . Vous pourrez vous aider du modèle ci-contre:


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