Document professeur TBI structure de latome Simone

Structure de l’atome
Document professeur.
Prérequis :
 Divisibilité de la matière : corps pur  molécules  atomes
 Symboles des atomes
Objectifs particuliers de cette leçon au TBI.
- Rendre l’élève plus actif pour découvrir le modèle de l’atome selon Rutherford (et
Chadwick).
- La simulation « build un atom » (phet Colorado) permet à l’élève de découvrir :
 Le lien entre le nombre de protons et la nature de l’atome.
 Le nombre atomique = le nombre de protons.
 Neutrons et électrons n’influencent pas la nature de l’atome.
 « disposition dans l’espace » des protons, neutrons et électrons
 les protons et neutrons sont les particules « lourdes » de l’atome.
 La masse de l’atome est concentrée dans le noyau
 Le nombre de neutrons n’est pas quelconque dans le noyau pour que celui-ci soit
stable : il y a un min et un max ! (approche de la notion d’isotope)
 Le nombre de masse = protons + neutrons
 La neutralité de l’atome et les nombres de protons et électrons
 Retrouver les nombres de protons, électrons et neutrons dans un atome grâce au TP
Mendeleïev.
Méthode utilisée :
1° Collecter toutes les questions que les élèves se posent sur les 3 principales particules
composant un atome.
Exemples de questions reçues : Combien y en a-t-il ? Est-ce le même nombre dans chaque
atome ? Caractéristiques de ces particules (masse, forme, couleur, taille,… ?) Comment sont-
elles disposées dans l’atome ? Pourquoi ces noms ? Comment les a-t-on découvertes ? ...
2° Répondre à la plupart de ces questions grâce à la simulation « buil un atom »
a. Ne laisser ap paraître que le nom de l’atome et placer des protons, neutrons et
électrons selon les souhaits des élèves
 Constater :
 nombre de protons = nature de l’atome = nombre atomique dans le tableau
de chimie
 Disposition des particules (noyau et nuage électronique, vide entre noyau et
électrons)
 Le noyau sans neutrons n’est pas stable. Il faut un nombre déterminé de n°
en fonction du nombre de p+
b. Faire apparaître la masse de l’atome.
 Constater que :
 p+ et n° ont la même masse
 La balance du programme de simulation n’est pas graduée en grammes !!!!

 e- n’influencent pas la masse de l’atome
 La masse de l’atome est concentrée dans le noyau.
 Le nombre de masse se trouve dans le tableau de chimie
 Eventuellement approcher la raison pour laquelle il ne s’agit pas d’un nombre
entier dans le tableau. (montrer pour B que le noyau est stable avec 10 et 11
nucléons moyenne proportionnelle aux % de chacun d’eux)
La notion d’isotopes pourra assez facilement être vue en réutilisant la
simulation « isotopes and atomic mass » (phet Colorado) ultérieurement.
c. Faire apparaître le bilan électrique
 Constater que :
 les protons sont porteurs d’une charge +
Les électrons sont porteurs d’une charge –
Les neutrons sont neutres
 Un atome neutre a autant de protons que d’électrons
 Eventuellement, faire constater qu’un atome non neutre est appelé ion.
Mais, éviter d’aller plus loin dans la notion d’ion tant que la structure de
l’atome neutre n’est pas suffisamment assimilée.
La notion d’ion pourra assez facilement être vue en réutilisant cette
simulation « build un atom » ultérieurement.
Il me paraît important de ne pas utiliser cette simulation en faisant apparaître toutes les
infos en même temps. Cette utilisation par étapes progressives permet à l’élève de
structurer ses observations et déductions.
3° Appliquer ces « découvertes » à quelques atomes.
4° Compléter des documents de synthèses (au TBI et dans les notes des élèves)
5° Quelques exercices de drill.
6° Retourner aux questions de départ des élèves et supprimer celles ayant obtenu une
réponse. Quant aux autres, au prof à délivrer ses connaissances ou à les dispatcher dans la
suite du cours de chimie.
7° Pour répondre à la question de « comment les a-t-on découvertes ? », retracer
l’historique des différents modèles de l’atome et l’expérience de Rutherford.
Timing testé : - Structure de l’atome : 1°questions 10min
2° simulation « buil un atom » 30 min
3° et4° : synthèses 30 min
5° exercices drill : 15 min
6° feed back : 10 min
 Une séquence de 2 h groupées est idéale.
- Historique du modèle de l’atome : 30 min