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Il nous faut d'abord constater que la matière que nous connaissons est la même partout dans l'univers. C'est ce que commencèrent de démontrer les raies spectrales observées par Fraunhofer dans la lumière du soleil. Bunsen attribua les 9 raies aux éléments indiqués : fer, hydrogène, sodium et calcium. Figures 190, 191.

Ainsi commença notre connaissance des éléments à l'extérieur de la Terre. On a maintenant reconnu dans le spectre du Soleil 26000 raies, toutes identifiées et attribuées à 70 des éléments connus sur terre. Dans les spectres luminneux des étoiles et des autres corps célestes, on reconnaît aussi des raies. Toutes sont attribuables à l'un des éléments décrits dans ce chapitre, dont les numéros atomiques Z sont compris entre 1 et 118.

Les éléments sont les mêmes partout dans l'univers.

Il nous faut ensuite reconnaître que l'organisation électronique de chacun des éléments découle de celle du québécium. Cette organisation se décrit par le nombre des électrons et par les caractères de ceux-ci. Voyons en premier lieu le nombre des électrons, nous verrons ensuite leurs caractères qui assignent une formule électronique à chaque élément.

Fig. 192. Schéma d'un atome : un noyau Z fois positif, contenant Z protons, et Z électrons formant un nuage Z fois négatif. Le tout est électriquement neutre.

Fig. 193. Genèse additive, genèse soustractive.

Le québécium a le numéro atomique Z = 118 : autour d'un noyau renfermant 118 protons, il compte 118 électrons. Les autres atomes qui nous intéressent ont moins de 118 électrons, leur numéro atomique est compris entre 118 et 1.

Rappelons que les atomes comprennent un noyau très petit ayant Z charges positives et un nuage négatif de Z électrons entourant le noyau et totalisant Z charges négatives. Figure 192.

Les atomes connus et réalisés dans la nature ou au laboratoire vont de Z = 1 à Z = 112. Au-delà, ils sont spéculatifs, à cause de l'instabilité des noyaux contenant un grand nombre de protons. On peut arrêter leur liste à 118 parce que ce serait un gaz rare selon l'extrapolation dans le tab;eau de Mendeleev, ou plus loin. Certaines théories prévoient une "vallée" de stabilité nucléaire au voisinage de Z = 120.

Fig. 194. "Poussières d'étoiles", spectacle à succès à Paris de Philippe Cortin, d'après l'oeuvre de même titre d'Hubert Reeves.

Nombre d'électrons. Il est clair qu'en enlevant à un atome de québécium des électrons en nombre suffisant, on obtient le nombre d'électrons voulus pour constituer tout autre atome. C'est une genèse soustractive ou simplificatrice des éléments. Figure 193.

On peut aussi bien procéder en sens inverse, à partir de l'atome d'hydrogène : on lui ajoute le nombre voulu d'électrons et on obtient l'atome de numéro atomique Z. C'est une genèse additive. Genèse additive est une appellation nouvelle pour ce qu'on appelle souvent "construction".

Ces genèses sont virtuelles. Elles nous servent à présenter et à expliquer l'organisation des atomee. Il faut que le noyau évolue en charge positive pour assurer la neutralité de l'atome engendré, mais nous voulons insister sur le rôle des électrons dans les atomes.

Nous nous attachons à la genèse soustractive et nous justifierons plus loin cet attachement par des considérations de caractère quantique.

Ce qui précède nous permet de dire que le québécium est virtuellement à l'origine de tous les éléments de l'univers.

Du fait des 118 électrons qu'il renferme, le québécium possède une valeur universelle, puisqu'il contient virtuellement toute la matière atomique de l'univers. Par la genèse soustractive, il donne naissance à toutes les sortes d'atomes de la matière, de la plus lointaine comme de la plus proche.

Ne confondons pas la genèse atomique ci-dessus ou "atomogénèse" avec la genèse des noyaux atomiques ou "nucléogénèse". L'atomogénèse décrite concerne le cortège d'électrons autour des noyaux. Nous la considérons comme virtuelle mais il est entendu qu'elle peut aussi être réelle.

La nucléogénèse reçoit présentement une publicité considérable et bien justifiée, mais ce n'est pas spécialement d'elle que nous devons parler dans ce chapitre.

La nucléogénèse cosmique, bien réelle dans le monde distant qui nous entoure, fait apparaître les noyaux des atomes et met en jeu des phénomènes célestes, soleils, étoiles et galaxies. La nucléogénèse proprement dite est indifférente aux électrons. On la trouve décrite et illustrée dans l'opéra cosmique "Poussières d'étoiles" créé d'après le livre du même nom d'Hubert Reeves. On peut souhaiter que cet opéra soit transporté à Montréal, par exemple dans le grand hall de l'édifice Desjardins. Figure 194.

La nucléogénèse procède à partir d'atomes d'hydrogène et plus précisément de protons. Elle est principalement additive : les processus célestes fabriquent à partir des protons des noyaux plus lourds. Au cours de leur évolution, les étoiles s'enrichissent en atomes lourds. Figure 194.

Sans la nucléogénèse, on n'observerait pas la diversité des atomes que l'on connaît. Pour obtenir réellement un atome ayant Z électrons, il faut disposer d'un noyau ayant Z charges positives. Le cortège de Z électrons s'ajuste au noyau pour donner un atome neutre. L'atomogénèse complète la nucléogénèse.

La nucléogénèse est encore réelle sur terre, à une échelle modeste, dans les phénomènes naturels dus au rayonnement cosmique et à la radioactivité et dans les phénomènes provoqués artificiellement dans les laboratoires. Dans ces phénomènes, des noyaux atomiques perdent ou gagnent des charges positives. Puis le cortège d'électrons s'ajuste pour donner un atome neutre afin de compléter l'atomogénèse.

Il est tout à fait remarquable que les électrons nécessaires pour compléter l'atomogénèse soient si facilement disponibles dans l'univers et surtout sur la terre, sinon, les objets seraient chargés positivement autour de nous. En fait, il arrive que des objets aient une charge nette autour de nous, soit positive par carence d'électrons, soit négative par leur surabndance ou leur présence à l'état libre, et il s'ensuit des météores visibles : aurores boréales, éclairs, foudre en boule, elfes. Les électrons sont disponibles dans les étoiles puisqu'on observe, même dans les plus chaudes, les spectres d'atomes neutres.

Il faut mentioner le cas des ions atomiques, obtenus à partir d'un atome par addition ou soustraction d'électrons. Leur charge nette n'est pas nulle : ions positifs où les électrons sont moins nombreux que les protons du noyau et ions négatifs dans le cas contraire. Par leurs propriétés spectroscopiques, ils ressemblent aux atomes neutres ayant le même nombre d'électrons.

On les appelle des "oïdes". Un hydrogénoïde a un seul électron, un hélioïde en a 2, un néonoïde en a 10 etc. Dans le soleil, on connaît l'hydrogénoïde provenant de l'atome de fer ionisé 25 fois et ne retenant qu'un électron. On le note Fe25+ ou FeXXVI.

Mais il nous faut raffiner nos considérations ci-dessus en tenant compte de données de caractère quantique touchant les atomes : les caractères des électrons. Ce raffinement n'affecte pas la validité de l'énoncé ci-dessus.

Fig. 195. Légende. Voici comment on écrit les valeurs de nlms définissant le caractère d'un électron dans un atome. Référence Tableaux 49, 50 etc. Remarquez : un 1er nombre, une lettre, un 2e nombre, un signe. Le 2e nombre peut être négatif.

nlms

n principal

l azimutal

m magnétique

s de spin

Valeurs du quantum azimutal l : l'une de 4 lettres

s pour l = 0

p pour l = 1

d pour l = 2

f pour l = 3

Les électrons libres sont tous semblables. Mais dans un atome, retenus par le noyau positif, les électrons sont tous différents. Il n'y en a pas 2 semblables. Ils différent par leurs caractères, eux-mêmes définis par les valeurs de 4 nombres quantiques appelés n, l, m, s, que nous écrivons de préférence sans les virgules afin de marquer leur très nécesaire association : nlms. C'est une donnée de l'observation des spectres atomiques interprétée dans la théorie des quanta. Nous les utilisons sans chercher à justifier leur existence. Voici ces importants nombres quantiques. Tableau 49.

On utilise les notations de la spectroscopie pour désigner les valeurs de nlms, selon la légende. Figure 195.

Pour alléger le texte, les indications détaillées sur nlms sont rejetées à l'Annexe A en fin de ce chapitre.

québécium É tout élément

Il n'est pas facile de réaliser à volonté la genèse soustractive faisant passer d'un atome Z à un atome Z-1. Cependant, il est facile d'en observer des exemples partiels au laboratoire et même dans la vie courante. Tous les atomes se prêtent en effet à l'ionisation par enlèvement d'un électron. Il apparaît alors, pour une durée plus ou moins longue, un oïde de l'atome Z-1 qu'on appelle ion positif, ce qui est marqué par le signe + suivant le symbole de l'atome. Cet oïde a Z-1 électrons et simule par là un atome Z-1 mais possède encore Z charges positives dans son noyau. Par certaines de ses propriétés, il ressemble à l'atome Z-1.