Sciences 9e année Chapitre 3 : Modèles atomiques 3.1 Construction de modèles de la matière Environ 450 ans avant J.-C. Empédocle, un savant grec, suggère que la matière est formée de quatre éléments : la terre, l’air, le feu et l’eau. Ex : la rouille = feu + terre, la roche = feu + air Environ 400 ans avant J.-C. Démocrite, un autre Grec, suggère que la matière est composée de minuscules particules indécomposables appelées atomes, du grec atomos, qui signifie indivisible. Environ 350 ans avant J.-C. Le grand et influent philosophe Aristote croit au modèle des quatre éléments d’Empédocle et les gens continuent de croire à ce modèle pendant 2000 ans. En 1650 Robert Boyle, un scientifique anglais, ne croit pas aux quatre éléments et invente la définition du mot élément : une substance pure indécomposable chimiquement en substances plus simples. Selon lui, l’air n’est pas un élément, mais un composé. En 1808 Le chimiste anglais John Dalton propose le modèle atomique. Voici les 4 postulats de la théorie atomique de Dalton : La matière est composée d’atomes, des particules trop petites pour être visibles; Chaque élément possède ses propres atomes et sa masse particulière; Les composés sont formés grâce à la liaison entre les atomes d’éléments différents, ce qui donne naissance à des molécules; Les transformations chimiques ne créent pas, ne détruisent pas ou ne désintègrent pas les atomes. Il croit que chaque atome ressemble à une boule de billard. En 1831, Michael Faraday découvre que les atomes peuvent être chargés (ions) positivement ou négativement. • La matière doit contenir des charges positives et négatives; • Les charges opposées s’attirent et les charges identiques se repoussent; • Les atomes forment des molécules en raison de l’attraction électrique entre eux. C’est découverte à été fait grâce à l’électrolyse. En 1904 J. J. Thomson découvre les électrons. • Les atomes renferment des particules appelées électrons. • Les électrons possèdent une faible masse et une charge électrique négative. • Le reste de l’atome est une sphère dotée d’une charge électrique positive. • Les électrons gravitent autour de cette sphère, de sorte que les atomes associés sont neutres, c’est-à-dire sans charge électrique. ( - et + s’annulent) Le modèle atomique « Plum pudding » de J.J Tomson. L’expérience qui a mené à la découverte des électrons. En 1911 Ernest Rutherford, professeur à l’Université McGill de Montréal, fait une expérience en bombardant une feuille d’or avec des particules alpha (des minuscules particules positives) et propose le modèle nucléaire : • Un atome renferme un minuscule noyau massif de charge positive, qui repousse les particules alpha et contient des protons. • Le noyau est entouré d’espace vide dans lequel les électrons se déplacent rapidement, laissant passer les particules alpha. Le modèle atomique de Rutherford. 1913 : Le modèle planétaire de l’atome selon Bohr Un électron circule autour du noyau dans un mouvement circulaire, appelé orbite, comme les planètes autour du Soleil. Chaque électron qui suit une orbite possède une quantité d’énergie déterminée. Plus un électron est éloigné du noyau, plus grande est son énergie. Les électrons ne peuvent pas exister entre les orbites, mais ils peuvent se déplacer d’une orbite à l’autre. La stabilité des électrons est plus marquée près du noyau, là où leur niveau d’énergie est plus faible. Modèle atomique de Bohr-Rutherford: En 1932, James Chadwick découvre le neutron.