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http://www.ac-orleans-tours.fr/physique/phyel/trois/pagato/atom.htm#le%20courant
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Les modèles de l’atome, les ions et la nature du courant électrique
Qu'est-ce que le courant électrique dans un métal? ....
sommaire
1. Historique des modèles de l'atome :
1.1 notion de modèle:
Un modèle est un "outil" qui permet de prévoir et d'interpréter certains phénomènes réels. En
Sciences, le modèle est un peu faux par rapport à la réalité, ce n'est pas "l'image" du réel , c'est
une construction de l'esprit, il est donc susceptible d'être modifié. Cependant, il est bien utile
pour comprendre et peut être la clé de l'interprétation.......
Un modèle scientifique est toujours provisoire. En effet, au fil des découvertes et des
perfectionnements de l'instrumentation, un nouveau modèle devient nécessaire lorsque les
faits ne peuvent être expliqués avec l'ancienne théorie.
1.2 Évolution du modèle de l'atome au cours de l'histoire:
Démocrite (-460-
370)
Aristote (-384-322)
Dalton (1766-
1844)
Avogadro(1776-
1856)

Faraday(1791-1867)
Thomson(1856-
1940)
Rutherford(1871-
1937)
De Broglie (1892-
1927)
1.3 Évolution du modèle de la matière en collège (5° - 4°):
Le modèle de la matière que vous avez utilisé en cinquième a évolué en 4° pour expliquer
les réactions chimiques.....
Modèle utilisé en 5°:
La matière est discontinue, elle est formée de
particules insécables, indéformables,
extrêmement petites et dont la masse se
conserve. L'agitation des particules est liée à
la température.
Ce modèle permet de comprendre:
 les changements d'état de la matière
 le comportement des gaz .
Modèle utilisé en 4°:
Les particules pour les liquides et les gaz
sont des molécules. Les molécules sont
elles-mêmes constituées de particules
indéformables: les atomes.
Ce modèle permet de comprendre les
réactions chimiques :
 au cours d'une réaction chimique, les
molécules des réactifs sont détruites
et leurs atomes sont réorganisés
dans des molécules nouvelles des
produits formés.
 conservation des atomes en nombre
et en nature

1.4 Le modèle de l'atome en 3°:
L'atome est une particule électriquement neutre.
 La charge positive de l'atome et sa masse sont concentrées au centre de celui-ci dans
une région appelée "noyau".
 La charge négative de l'atome est répartie dans un "cortège électronique" qui entoure
le noyau.
2. Carte "d'identité" des atomes
Bien qu'invisibles à l' oeil nu, les scientifiques savent déterminer leurs masses et leurs
dimensions.
2.1 Diamètre de l'atome:
 Le diamètre de l'atome dépend de sa nature. Il est de l'ordre de 0,1 nanomètre ( 1nm
= 10-9m soit un milliardième de mètre).
 Le diamètre du noyau est de l'ordre de 10-15m soit 100.000 fois inférieur!...
Imaginons:....un ballon de foot de diamètre 25cm. S'il avait un noyau 100.000
fois plus petit, celui-ci serait égal à 0,00025cm soit 2,5 micromètres!!. et le reste ?? du
vide.......
L'atome est surtout constitué de vide.
Imaginons encore ...: Il y a autant de gouttes d'eau de diamètre de 4mm dans la mer
Méditerranée que de molécules d'eau dans cette goutte!....
2.2 masse atomique:
La masse de l'atome dépend de sa nature. La masse totale des électrons est négligeable
devant celle du noyau (2000 fois plus faible) . Elle est concentrée dans son noyau.
masse de l'électron: 9.10-31 kg
masse du noyau d'Hydrogène(H): 2.10-27 kg
Calculons:.. L'atome est si petit que l'on compte des milliards d'atomes dans quelques
grammes de matière.
Un atome d'Uranium (U) qui est un des plus lourds qui existe a une masse de 3,95.10-
25kg.calculons le nombre d'atomes pour obtenir 1 gramme soit 10-3 kg d'uranium.

soit . Il faut donc réunir 2,5 milliards de
milliards d'atomes pour 1g !...
2.3 charges électriques d'un noyau :
L'atome est électriquement neutre.
 Le nombre de charges positives dans le noyau est égal au nombre de charges
négatives : les électrons (notés e-) qui entourent le noyau (cortège électronique).
 Le nombre de charges positives dans le noyau est caractéristique de l'atome: on le
note Z; c'est le numéro atomique de l'atome.
Dans la classification périodique des éléments, les éléments sont classés par numéro
atomique croissant.
L'univers tout entier y est résumé!. Notre univers si riche (des milliards
de molécules différentes) et si simple à la fois ne doit sa diversité qu'à une centaine d'atomes
seulement.!...
vous doutez ? alors essayer de voir combien de mots pouvez-vous trouver avec les 5 lettres
du mot A T O M E. ou impressionnant non ? sans compter tous ceux des
autres langues.. c'est le même principe pour les atomes.
Historiquement, c'est Mendeleïev qui a établi les bases de ce tableau.
Utilisons:.. dans le tableau nous trouvons la case du cuivre (Cu)
Z=29 Les renseignements donnés sont : l'atome de cuivre comporte 29 électrons dans le
nuage électronique et 29 charges positives portées par le noyau.
Le courant électrique

Le courant électrique qui traverse un conducteur correspond à un déplacement de porteurs
de charges électriques. Dans les isolants, il n'y a pas de déplacement de porteurs de charges.
3. Le courant électrique dans les matériaux
3.1 Dans les métaux
Les métaux sont conducteurs d'électricité. Les porteurs de charges mobiles sont les électrons
libres. Ils se déplacent dans le sens inverse du courant conventionnel ! c'est à dire, ils se
déplacent de la borne négative du générateur vers la borne positive.
C'est Ampère (1821) qui a fixé
arbitrairement le sens du courant car il
ne connaissait pas la nature des
charges en mouvement .
qu'est-ce qu'un électron libre?
Chaque atome de métal porte au moins un électron peu lié au noyau. Cet électron peut passer
d'un atome à un autre, ces électrons "mobiles" sont appelés électrons de conduction ou
électrons libres.
 Lorsque le circuit électrique dans lequel est inséré un métal, est OUVERT alors le
mouvement des électrons lbres est désordonné (ils se déplacent en tous sens et le
mouvement global est nul
 Lorsque le circuit électrique dans lequel est inséré un métal, est FERME alors le
mouvement des électrons libres est ordonné, ils se déplacent tous dans le même sens
de la borne négative du générateur vers la borne positive.
e- libres : mouvement désordonné
e- libres : mouvement ordonné
vitesse de déplacement des électrons
: Les électrons se déplacent seulement de quelques millimètres par
minute alors que l'ordre de mise en mouvement est de plusieurs milliers de kilomètres par
seconde.
3.2 Le courant électrique Dans les matériaux isolants