Chapitre 2- Activité 4

Activité 4 : L’atome
Document 1 : L’histoire de l’atome
L’idée de l’atome
est née voilà
près de vingtcinq siècles en
Grèce antique,
sur les bords de
la Mer Egée, plus
précisément au
cœur de la
région ionienne.
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Aristote, philosophe grec, ayant
vécu un peu plus tard, affirma au
contraire que le vide autour des
particules n’existait pas. La théorie
de l’atome fut ensuite délaissée
pendant près de 20 siècles au profit
de la théorie des 4 éléments : l’eau,
la terre, le feu et l’air.
Si je pouvais briser ce
caillou en fragments de plus
en plus petits, il y a
forcément un moment où
j’atteindrais le plus petit
morceau de matière qu’il
soit possible de casser : les
atomes.
Vers 430-470 avant notre ère, Leucippe et Démocrite
décrivent la matière comme composée de particules en
mouvement invisibles et entourées de vide qu’ils
appellent atomes, du grec a-tomos (inséccables).
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John Dalton (1766-1844), chimiste
anglais, est le père incontesté de
la théorie atomique. Grâce à ses
travaux, il prouve l’existence des
atomes.
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En 1881, Sir Joseph Thomson découvrit l'électron
Ce courant électrique
dans m'amènent à
Mes recherches
l’eau a « coupé
»
l’eau
croire qu'ilen
y a des choses
ses deux éléments
de et négatives dans les
positives
base, le dioxygène
et le
atomes.
J'ai crée le modèle d'un
dihydrogène. atome nommé "le cake aux
Alors forcément
ce qui
raisins"
relie les atomes entre eux
a une origine électrique,
cela ne peut pas être
autrement !!
Michael Faraday (1791-1867)
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Ernest Rutherford (prix Nobel en
1908) grâce aux résultats de ces
expériences prouva que les
électrons n’étaient pas dispersés
dans la matière positive et que
cette matière était concentrée au
centre de l’atome dans ce qu’il a
appelé le noyau.
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Finalement, le prix Nobel de
1922 est attribué au
physicien danois Niels Bohr
qui a prouvé que l’atome
était comme le système
planétaire : un noyau au
centre autour duquel
gravitent des électrons.
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Le modèle actuel dit de « Schrodinger »
C’est un modèle probabiliste: cela signifie que l’on ne sait pas dire à quelle vitesse et
comment se déplace l’électron. On donne seulement des probabilités.
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (12 août 1887 à Vienne– 4 janvier 1961),
physicien et théoricien scientifique autrichien
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Document 1 : L’histoire de l’atome
Reproduis la frise chronologique ci-contre et colle dessous la frise les modèles des atomes découverts par les différents
scientifiques. N’oublie pas de noter une légende aux différents modèles, le nom du scientifique ou la date de la découverte.
1803 : ………………
1 modèle
…… : ………………
2 modèles
1922 : ………………
2 modèles
Modèle actuel : ………………
1 modèle
Document 2 : La structure de l’atome
Lorsque j'entrai au laboratoire dirigé par Joliot au Collège de France, la connaissance que j'avais de la structure de la matière ne
devait guère dépasser celle acquise par un lycéen de 1993 abonné à de bonnes revues de vulgarisation. Je les résume
rapidement: la matière est composée d'atomes, eux-mêmes constitués de noyaux entourés d'un cortège d'électrons. Les noyaux
portent une charge électrique positive qui est de même valeur et de sens opposé à la charge des électrons qui gravitent autour
du noyau. La masse d'un atome est concentrée dans le noyau. Peut-être, sans prétendre faire un cours de vulgarisation, puis-je
donner quelques précisions en me fondant sur les notions qui sont intuitives chez presque tous les lecteurs?
Un litre d'eau contient environ trente millions de milliards de milliards d'atomes d'oxygène et deux fois plus d'atomes
d'hydrogène. Or le litre d'eau pèse un kilogramme. Si je devais exprimer le poids de chaque atome avec les unités familières
dans la vie courante, comme le kilogramme, je traînerais des chiffres avec une quantité quasi insupportable de zéros après la
virgule!
Le noyau de l'hydrogène ou proton, porte une charge électrique positive. Celui-ci a un compagnon, le neutron, qui est neutre
électriquement et a sensiblement la même masse. Tous deux s'associent de façon très compacte pour constituer les noyaux qui
sont au coeur des atomes peuplant notre univers. Ils s'entourent d'un cortège d'électrons dont la charge compense exactement
celle des protons. En effet, la matière est neutre, sinon elle exploserait en raison de la répulsion qu'exercent l'une sur l'autre des
charges de même signe, positif ou négatif. Il faut avoir en tête l'échelle des dimensions.
Le diamètre d'un atome est voisin d'un centième de millionième de centimètre. Celui d'un noyau d'atome est cent mille fois plus
petit. On voit donc que presque toute la masse d'un atome est concentrée en un noyau central et que, loin sur la périphérie, se
trouve un cortège qui est fait de particules de charge électrique négative, les électrons. C'est ce cortège seul qui gouverne le
contact des atomes entre eux et donc tous les phénomènes perceptibles de notre vie quotidienne, tandis que les noyaux, tapis
au coeur des atomes, en constituent la masse.
Extrait du livre " La vie à fil tendu "de Georges Charpak. 1993. Prix Nobel de physique en 1992.
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Quelles sont les deux parties principales d’un atome ?
Quels types de charges électriques sont portés par le noyau ?
Quel type de charge est porté par l’électron ?
Comment est l’atome d’un point de vue électrique ?
Schématise et légende l’atome d’hydrogène.
Quelle est la taille du noyau d’un atome par rapport à son diamètre ?
Quel est l’ordre de grandeur du diamètre d’un atome ? Exprime cet ordre de grandeur sous forme de
nombre décimal puis en puissance de 10
8) Combien d’atomes trouve-t-on au total dans un litre d’eau. On notera NO : nombre d’atomes
d’oxygène, NH : nombre d’atomes d’hydrogène, NT : nombre d’atomes total. Réponds aux questions
ci-dessous :
a) Détermine NO en décimal et en puissance de 10 : NO = ……..
b) Détermine NH en décimal et en puissance de 10 : NH = ……..
c) Détermine NT en puissance de 10 : NT = ……… + ………. = …………………
9) Le noyau d’un atome se représente symboliquement ainsi :
X correspond au symbole de l’atome, Z correspond au nombre de protons dans le noyau, A
correspond au nombre de nucléons (protons + neutrons)
On a vu dans le chapitre précédent qu’à la naissance de l’univers les premiers atomes étaient :
l’oxygène, le carbone, le fer, le silicium… L’atome de carbone de symbole C contient 6 protons et 12
nucléons.
a) Représente symboliquement le noyau de carbone
b) Schématise et légende l’atome de carbone.