Un atome peut être considéré comme instable de deux façons. S'il ramasse ou perd un électron, il devient chargé électriquement et très réactif. De tels atomes chargés électriquement sont appelés des ions. L'instabilité peut également se produire dans le noyau lorsque le nombre de protons et de neutrons est déséquilibré. Dans un effort pour atteindre l'équilibre, l'atome émet des particules sous forme de rayonnement jusqu'à ce que le noyau soit stable. De tels atomes instables sont dits radioactifs.

TL: DR (trop long, pas lu)

Les ions sont électriquement instables et forment rapidement des liaisons chimiques. Les atomes avec des noyaux instables émettent des radiations jusqu'à ce que les noyaux deviennent stables.

Qu'est-ce qu'un atome stable?

Pour mieux comprendre les atomes instables, il est utile d'apprécier ce qui constitue la stabilité. Dans le modèle planétaire familier, un atome est constitué d'un noyau de lourdes particules chargées positivement, appelées protons, et de neutrons électriquement neutres appelés neutrons. En orbite autour du noyau se trouve un nuage d'électrons chargés négativement plus légers. Les protons et les électrons ont des charges égales et opposées.

Quand l'atome est stable, il a une charge électrique nette de 0, ce qui signifie que le nombre de protons est égal au nombre d'électrons. Le noyau est également équilibré, en ce sens que le nombre de protons est égal au nombre de neutrons. Un tel atome n'est pas inerte. Il peut encore se combiner avec d'autres pour former des composés chimiques, et sa propension à le faire dépend du nombre de ses électrons de valence, ou des électrons qui peuvent être partagés avec d'autres atomes.

Quand un atome devient un ion

Lorsqu'un atome perd ou gagne un électron, il devient un ion. S'il gagne un électron, c'est un cation, et s'il en perd un, c'est un anion. Cela se produit le plus souvent dans les réactions chimiques, dans lesquelles les atomes partagent des électrons pour former une enveloppe externe stable de 8. Par exemple, la molécule d'eau se compose de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Les atomes d'hydrogène abandonnent chacun leur électron unique pour devenir des ions chargés positivement, tandis que l'atome d'oxygène les accepte pour devenir négativement chargés. La combinaison forme une molécule très stable, quoique légèrement électriquement polaire.

Les ions libres peuvent exister en solution ou dans des matériaux soumis à un champ électrique. Lorsqu'elles existent en solution, la solution devient un électrolyte, capable de conduire l'électricité. En raison de leur charge électrique, les ions ont une plus grande propension à se combiner et former des composés que des atomes électriquement neutres.

Instabilité nucléaire ou radioactivité

Lorsqu'un noyau atomique a un excès de protons ou de neutrons, il les jette dans un effort pour atteindre un état équilibré. En raison de la force de la force qui maintient le noyau ensemble, les particules qui émergent des noyaux instables, appelés radionucléides, sont très énergétiques. Ces noyaux peuvent émettre des rayons alpha composés de protons et de neutrons; les rayons bêta , qui sont des électrons chargés négativement ou positivement; et les rayons gamma, qui sont des photons de haute énergie.

Lorsqu'un radionucléide perd un neutron, il devient un isotope différent du même élément, mais quand il perd un proton, il devient tout à fait différent. L'atome continue d'émettre des radiations radioactives jusqu'à ce qu'il atteigne un nombre stable de protons et de neutrons. Le temps nécessaire pour que la moitié d'un échantillon donné d'isotope particulier se désintègre en une forme stable est appelé sa demi-vie. Les demi-vies peuvent varier d'une fraction de seconde dans le cas du Polonium-215 à des milliards d'années dans le cas de l'uranium 238.