L`ATOME
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Activité documentaire Document 1 : A la fin du Ve siècle avant JC, Démocrite imaginent que la matière est constituée d’atomes, particules indivisibles. Aristote (384-322 av JC) affirme que la matière est constituée de quatre éléments : le feu, l’air, la terre et l’eau ; l’idée d’atome est abandonnée. Le plus drôle, c’est que les idées d’Aristote seront employées pendant plus de 20 siècles avant qu’on s’aperçoive qu’elles étaient fausses ! C’est seulement au XIXe siècle que le chimiste anglais John Dalton (1766-1844) remarqua que de nombreuses propriétés chimiques s’expliquaient simplement en considérant que la matière est constituée de petits « grains ». Il appela ces grains des atomes. La connaissance de l’atome et l’étude de sa structure débutèrent à la fin du XIXe siècle. En 1897, par exemple, le britannique Thomson découvrit les électrons… Document 2 : Lord, Ernest Rutherford, (1871-1937), physicien britannique, fut, en 1908, lauréat du prix Nobel de chimie pour ses découvertes sur la structure de l'atome. En bombardant une mince feuille d'or avec des particules, il observa que la plupart des particules traversaient la feuille sans être déviées, alors que certaines étaient cependant détournées. Le nouveau modèle avait les caractéristiques suivantes : L'atome est surtout constitué de vide (les particules traversent la feuille d'or comme s'il n'y avait pas d'obstacle). Au centre de l'atome doit se trouver une masse importante positive (que Rutherford appela noyau) puisque les rayons positifs sont déviés en traversant la feuille d'or ( + et + se repoussent ). Ce noyau doit être extrêmement petit et dense puisqu'une très petite proportion des rayons rebondit directement. L'atome est neutre, il y a autant de charges positives que de charges négatives. Les charges négatives gravitent autour du noyau comme les planètes autour du soleil. Son modèle n'était pas encore très au point mais son élève Niels Bohr (1885-1962), physicien danois, apporta au modèle les modifications qui le rendirent conforme aux nouvelles découvertes. Il obtint le prix Nobel en 1922, pour sa contribution à la physique nucléaire et à la compréhension de la structure atomique. Son travail s'inspira du modèle nucléaire de l'atome de Rutherford, dans lequel l'atome est considéré comme un noyau compact entouré d'un essaim d'électrons. Depuis, d'autres modèles plus complexes ont été élaborés permettant ainsi d'expliquer de nombreux phénomènes chimiques. Document 3 : Un litre d'eau contient environ trente millions de milliards de milliards d'atomes d'oxygène et deux fois plus d'atomes d'hydrogène. Or le litre d'eau pèse un kilogramme. Si je devais exprimer le poids de chaque atome avec les unités familières dans la vie courante, comme le kilogramme, je traînerais des chiffres avec une quantité quasi insupportable de zéros après la virgule ! [ ..... ] Le diamètre d'un atome est voisin d'un centième de millionième de centimètre. Celui d'un noyau d'atome est cent mille fois plus petit. On voit donc que presque toute la masse d'un atome est concentrée en un noyau central et que, loin sur la périphérie, se trouve un cortège qui est fait de particules de charge électrique négative, les électrons. C'est ce cortège seul qui gouverne le contact des atomes entre eux et donc tous les phénomènes perceptibles de notre vie quotidienne, tandis que les noyaux, tapis au cœur des atomes, en constituent la masse. Extrait du livre " La vie à fil tendu" de Georges Charpak. 1993 Questions sur les documents I) Structure de l’atome 1) Quelles sont les deux parties principales d’un atome ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 2) Comment sont-elles disposées l’une par rapport à l’autre, qu’y a-t-il entre les deux ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………….. 3) Où se trouve concentrée la masse de l’atome ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 4) Quel type de charge électrique est porté par le noyau ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 5) Quel type de charge électrique est porté par les électrons ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 6) Comment est l’atome d’un point de vue électrique ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. II) Taille de l’atome 1) Citer des passages qui permettent d’imaginer la taille des atomes. ……………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………….. 2) Quel est l’ordre de grandeur d’un atome par rapport à son noyau ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. Analogie: Considérons une cerise, parfaitement sphérique et ayant également un noyau sphérique. Le diamètre de son noyau est d'environ 0,5 cm. Si l'ordre de grandeur du noyau par rapport à la cerise était le même que dans le cas de l'atome, quel serait alors le diamètre de la cerise ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………….. III) Un peu d’histoire 1) Qui fut le premier à parler d'atome ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 2) Qui repris plusieurs siècles plus tard, l'idée de Démocrite ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 3) Qui a découvert le noyau ? ……………………………………………………………………………………………………………………….. 4) Qui a découvert l'électron ? ………………………………………………………………………………………………………………………..
