Conduction électrique dans les solides

Chimie : chapitre 2 :
La conduction électrique dans les solides
I - Tous les solides conduisent-ils le courant électrique ?
Coller le TP« Du courant dans la canne à pêche»
Conclusion :
• Tous les métaux conduisent le courant électrique, mais tous les solides
ne conduisent pas le courant électrique.
• Les solides qui laissent passer le courant sont appelés conducteurs, ceux
qui ne le laissent pas passer sont appelés isolants
Pour comprendre la conduction du courant par les métaux, il va falloir nous pencher
sur les atomes dont est constitué tout métal.
En classe de 4ème vous avez appris que les atomes sont représentés par des boules(ou
sphères) qui permettent de construire les molécules qui composent elles mêmes la
matière.
Ce modèle est-il suffisant aujourd’hui pour comprendre la conduction des métaux ?
Il faut donc approfondir ce modèle de l’atome.
L’explication de la conduction du courant se situe au niveau des atomes. Nous
devons donc améliorer le modèle de l’atome vu en 4ème.
Voir vidéo ou animation " puissance de dix "
II - Quelle est la structure d’un atome ?
1) L’histoire du modèle de l’atome
Voir animation hachette :Histoire du modèle atomique
Coller le doc. L'histoire du modèle de l'atome
Qu’est ce qu’un modèle au fait et pourquoi les Hommes ont-ils ressenti le besoin de
construire un modèle de l’atome ?
Un modèle est une représentation simplifiée de la
réalité construit pour expliquer des phénomènes
observables
Pour la classe de 3ème on retiendra le modèle planétaire de Rutherford
Voir Doc.3 page 23
+
2) Structure de l’atome
Activité Diaporama conduction-métaux : diapo.2
Coller le récapitulatif :
chaque électron porte une charge électrique négative.
Symbole de l'atome aluminium
13
Al
numéro atomique (Z)
-
-
-
électron
-
13 +
-
Z est le nombre de charges
électriques positives contenues
dans le noyau de l'atome et
représente également le nombre
d'électrons(pour l'atome).
Nuage électronique formé de
13 électrons
-
-
noyau
13 électrons donc 13 charges
électriques négatives.
13 charges positives dans le noyau.
-
-
Un atome est toujours électriquement
neutre. Sa charge totale est nulle
puisqu'il porte autant de charges
électriques positives(noyau) que
négatives(électrons).
Entre le noyau et les électrons il y a du vide.
Le diamètre de l’atome est de l’ordre de 10-10 m (0,1 nanomètre) ;
Le noyau est 100 000 fois plus petit (10-15 m)que l'atome.
1 nanomètre est le milliardième du mètre (1nm = 10 -9 m)
Voir animation hachette structure de la matière
III - Comment expliquer que les métaux conduisent le courant ?
1) Voyage à l’intérieur d’un métal:
Si on regarde un métal de très très près à l’aide du microscope à effet tunnel (diapo.4)qui
permet de voir à l’échelle du milliardième de mètre, on va voir ceci :
Voir Diapo 5, 6 et 7 + animation hachette le courant électrique dans les métaux
Tous les métaux possèdent des électrons qui sont peu attachés au noyau appelés
électrons libres. Ils peuvent se déplacer facilement d’un atome à l’autre.
Les matériaux isolants ne possèdent pas d’électrons libres
2) Le courant électrique : un mouvement d’ensemble des électrons libres:
Voir animation « Nature courant »
http://sciences-physiques.ac-dijon.fr/documents/Flash/nature_courant/nature_courant.swf
I=0
L’interrupteur est ouvert, pas de courant.
Dans ce cas les électrons libres se déplacent tous de
façon aléatoire autour de leur noyau
G
Un électron libre
I
G
L’interrupteur est fermé, un courant circule.
Les électrons libres se déplacent tous dans le
même sens car ils sont attirés par le pôle + du
générateur.
Voir diapo.9
Voir animation hachette: Le courant électrique dans les métaux
A retenir :
Le courant électrique est dû au mouvement d’ensemble des électrons libres du métal.
Les électrons libres se déplacent de la borne (–) vers la borne (+) du générateur donc
dans le sens opposé au sens conventionnel du courant.
Exercices :
page 27: 1, 3, 4 et 5 ; page 29: 9 page 30: 15, 20.
Contrôle : La conduction électriquedans les solides le
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