Chap5 TP HISTOIRE DE L`ATOME

Chimie 2nde
Baudot – 2005/2006
TP 5 : Exposés sur l’histoire de la théorie atomiste
La vision que nous avons aujourd’hui des éléments qui nous entourent et notamment
de la constitution de la matière est le résultat de l’évolution de la théorie atomiste,
de l’Antiquité à nos jours.
Naissance de la théorie atomiste
 Dans l’Antiquité, les spéculations des philosophes grecs donnent naissance à
deux grandes théories opposées sur les éléments constitutifs de l’Univers : la
théorie des quatre éléments (la terre, l'eau, l'air et le feu) , élaborée par
Empédocle au Ve siècle av. J.-C., et l’atomisme, proposé par Leucippe un siècle
plus tard et développé par Démocrite. Selon la théorie atomiste, la matière
résulterait d'une composition particulière particules minuscules, identiques et
indivisibles...
Exposé n°1 : Faire des recherches sur la théorie atomiste de Leucippe et
Démocrite. S’intéresser particulièrement aux fondements de cette théorie. Il
est important de souligner le changement radical qu’apporte cette vision des
choses par rapport aux idées de l’époque. Prévoir 8 minutes de présentation.
Premières théories atomiques
 Antoine-Laurent de Lavoisier fut le premier à montrer, par des expériences
chimiques quantitatives, qu'en dépit du changement d'état de la matière au
cours d'une réaction chimique, la quantité de matière restait constante entre le
début et la fin de chaque réaction. Cela conduit à la loi de la conservation de la
matière.
Exposé n°2 : Faire des recherches sur les travaux de Antoine-Laurent de
Lavoisier. S’intéresser particulièrement à ses travaux concernant la
conservation de la matière et ces mesures quantitatives au cours des réactions
chimique. Prévoir 8 minutes de présentation.
 Le concept moderne d’atome est proposé par John Dalton en 1808. John Dalton
considère qu'il est possible de déduire les masses relatives des particules ou
des atomes du rapport des masses dans les composés. De plus, il affirme que
les masses relatives (aujourd'hui, on parle de masse atomique) de chaque
élément sont différentes.
Exposé n°3 : Faire des recherches sur les travaux de John Dalton.
S’intéresser particulièrement à ses travaux concernant les déterminations de la
masses des atomes et au classement des atomes selon leur masse (évoquer le
classement des atomes dans un tableau, idée développée par Mendeleïev).
Prévoir 8 minutes de présentation.
 En 1811, Amedeo Avogadro suppose que des volumes égaux de gaz ont le même
nombre de molécules dans les mêmes conditions de température et de pression.
Il établit une distinction entre molécules et atomes : une mole contient 6,023 ×
1023 molécules (nombre d'Avogadro).
Exposé n°4 : Faire des recherches sur les travaux de Amédéo Avogadro.
S’intéresser particulièrement à ses travaux sur le volume des gaz et sur la
détermination du fameux nombre d’Avogadro. En profiter pour présenter la
notion de quantité de matière et la définition de la mole. Prévoir 10 minutes
de présentation.
Différents modèles pour l’atome
Le modèle atomique actuel est le résultat d'améliorations successives obtenues par
le biais de mesures expérimentales toujours plus précises. Quatre noms célèbres
sont attachés à l'évolution du modèle de l'atome : Thomson, Rutherford, Bohr et
Schrödinger.
 Le modèle de J.J. Thomson suppose que les électrons sont immergés dans un
matériau de charge positive, « comme des raisins dans un cake » précise
Thomson pour donner une image concrète à son modèle.
 Ernest Rutherford améliore le modèle atomique de Thomson en découvrant que
la quasi-totalité de la masse d'un atome est concentrée dans un tout petit
volume chargé positivement : le noyau. Les électrons gravitent autour du noyau
dans un espace très vaste, sur des orbites plus ou moins proches du noyau.
 Niels Bohr développe ensuite un modèle atomique bien plus satisfaisant dans
lequel l'atome présente des couches, correspondant chacune à une énergie
particulière. Lorsqu’un électron passe d'une couche à une autre il y a émission
ou absorption d'énergie.
 Erwin Schrödinger révolutionne l'idée d'orbite électronique, en proposant un
modèle ondulatoire dans lequel l'électron n'est plus décrit comme une particule
mais comme une onde à laquelle on associe une orbitale qui est une région de
l'espace où la probabilité (possibilité) de rencontrer un électron est très
grande.
Exposés nos 5, 6, 7 et 8 : Faire des recherches sur un des modèles de l’atome
évoqués ci-dessus. S’intéresser particulièrement aux hypothèses du modèle, à
ces avantages mais aussi à ces limites. Bien souligner les idées théoriques d’une
part et les vérifications expérimentales d’autre part. Prévoir 8 minutes de
présentation.
Vous utiliserez tous les documents nécessaires ainsi que des ressources Internet.
Lors de votre exposé vous pouvez prévoir un ou des transparents. Pensez à citer
vos sources !