Chap1 Le modèle de l`atome.
publicité
Chap1 Le modèle de l’atome. Objectifs: Connaître les constituants de l’atome, (noyau, électrons) Connaître la structure interne d’un noyau atomique (protons, neutrons) Mettre en relation le nombre de protons du noyau de l’atome avec le tableau périodique (élément chimique) I. Les dimensions de l’atome. Activité : animation htwins. htwins Morceaux de sucre 10-2 m : Fourmis Acariens Cellules 10-3 m : 10-4 m : 10-5 m : centimètre millimètre dixième de millimètre (1 cm) (1 mm) (0,1 mm) Nanovoiture 10-8 m : Molécules d’ADN 10-9 m Atomes dizaine de dix micromètre nanomètres milliardième de mètre ou nanomètre (1 µm) (1 nm) dixième de millionième de nanomètre milliardième de mètre ou femtomètre (0,1 nm) (1 fm) (10 nm) 10-10 m Noyaux d’atomes 10-15 m http://lpsc.in2p3.fr/comm-corinne/Echelle_grandeurs/Lechelle_des_grandeurs.html Au niveau microscopique, la matière est constituée d’un nombre limité d’atomes qui sont répertoriés dans le tableau périodique des éléments (92 dans la nature) A RETENIR : L’atome est constitué d’un noyau autour duquel tournent des électrons La taille d’un atome est de l’ordre de 0.1 nanomètre (10-10m), celle du noyau est 100 000 fois plus petite soit 10-15m. Le noyau est donc principalement entouré de vide dans lequel se déplacent les électrons à l’image des planètes qui se déplacent autour du soleil. Activité : L’histoire du modèle de l’atome. Joseph John Thomson Portrait de Leucippe John Dalton Buste d'Aristote( Leucippe et Démocrite deux philosophes grecs, pensent que la matière est constituée de grains indivisibles (atomos, en grec), les atomes. Pour eux les atomes sont tous pleins, mais ne sont pas tous semblables : Ils sont ronds ou crochus, lisses ou rugueux Le philosophe grec, Aristote rejette la théorie de l'atome et reprend l’idée des quatre éléments émise par Empédocle. Dalton, physicien britannique suppose l’existence des atomes et suppose qu’il en existe plusieurs types, qui permettent d’expliquer les propriétés de la matière ; Il les représente par une sphère ronde, comme une boule de billard 7 ans après la découverte de l’existence des électrons en 1895 par le Britannique Crookes, Thomson , physicien britannique propose un modèle de l’atome appelé le “ pudding aux électrons ” : L’atome est une boule électriquement neutre remplie d’une substance chargée positivement et d’électrons chargés négativement Ernest Rutherford Niels Bohr Erwin Schrödinger 7 ans après Thomson, Rutherford, physicien britannique , propose un modèle planétaire de l’atome ; il compare l’atome au système solaire : l’atome est constitué d’un noyau, autour duquel gravitent les électrons. Le noyau est environ 105 fois 4 ans après le modèle planétaire émis par Rutherford,Bohr propose un nouveau modèle : Les électrons tournent autour de l’atome selon des orbites de rayon défini, pas tous identique, et pas toutes contenues dans le même plan. Les physiciens du 20e siècle comme Erwin Schrödinger ont admis que la notion d’orbite n’a plus de sens pour un électron dans un atome : les électrons tournent autour de l’atome de façon aléatoire et désordonnée : on parle “ de probabilité de trouver l’électron à une distance donné du noyau plus petit que l’atome, donc l’atome est essentiellement constitué de vide. + + Les quatre éléments. Electron négatif Orbites bien définie A RETENIR : Dans un atome, il y a autant de particules positives que de particules négatives. L’atome est donc électriquement neutre. Exercices niveau basique : 2-3 p46 (correction livre p 251) Exercices niveau confirmé : 12 p47 : 1. 10 atomes accolés correspondent à 2,3 cm. Cela donne pour un atome un diamètre de 2,3 mm. L’échelle donne 3,8 cm pour 5 nm. Par proportionnalité, on trouve pour l’atome un diamètre de l’ordre de 0,3 nm, ce qui correspond à un ordre de grandeur du 1/10 de nanomètre. 2. Agrandissement de la photographie : 3,8 × 10–2 / 5 × 10–9 = 7 600 000. 19p48 a. 3. ; b. 5. ; c. 1. ; d. 2. ; e. 4. Activité vidéo : atomes et isotopes. A RETENIR : Le noyau contient des protons et des neutrons Le proton porte une charge élémentaire positive, l’électron une charge élémentaire négative, le neutron une charge neutre. La quasi-totalité de la masse de l’atome est contenue dans son noyau. Activité: Les réactions dans les centrales nucléaires. Exercices niveau expert :13p47 1. La distance demandée correspond au rayon du ballon multiplié par 100 000, soit 11 km. 2. Cette distance correspond à 110 longueurs de terrain de football. Activité « construire un atome » phet Nom Symbole Nombre de protons Nombre de neutrons Nombre d’électrons Hydrogène H 1 0 1 Helium He 2 2 2 Carbone C 6 6 6 Modèle (dessin) Exercices niveau basique: 4-5-6p46 Oxygène O 8 8 8 A RETENIR : Un atome est électriquement neutre car il contient autant de proton (+) que d’électron (-) Bilan : Exercices 14p47 22p48 1. m(noyau)/m(électron) = 1,67 × 10–27 / 9,1 × 10– 31 = 1 800 environ. 2. Cela confirme que la masse est essentiellement concentrée dans le noyau. 1. Fer : Fe ; cuivre : Cu ; aluminium : Al ; argent : Ag ; or : Au. 2. Fe : 26 ; Cu : 29 ; Al : 13 ; Ag : 47 ; Au : 79. 3. Le plus riche : Au, le plus pauvre : Al.
