etapes determinantes pour la connaissance de la structure atomique

Fiche 14
ETAPES DETERMINANTES POUR LA
CONNAISSANCE DE LA STRUCTURE
ATOMIQUE
LA PREHISTOIRE
Les connaissances acquises sont tellement importantes que la
préhistoire est subdivisée en âges fondés sur les techniques
découvertes.
L'ANTIQUITE
VIe siècle av. J.-C. THALES (640 – 546 av. J.-C.), philosophe grec.
Il déduit de ses observations des effets de l'aimant et de l'ambre
frotté que "Les objets inanimés ont en quelques sorte une âme".
IVe siècle av. J.-C. DEMOCRITE (460 – 370 av. J.-C.),
philosophe grec.
Il invente la notion de l'atome (atomos en
grec).
Pour lui, rien ne peut sortir de rien ; tout
ce qui existe ne peut être détruit. Tout
changement est dû, soit à la
combinaison, soit à la séparation
d'atomes.
Démocrite pensait que les atomes sont
en nombre infini et qu'ils ont une variété
infinie de formes. Il a entre autres imaginé
que les atomes avaient des espèces de
crochets pour se lier ensemble. C'est de là que vient la phrase "avoir
des atomes crochus avec quelqu'un" lorsqu'on s'entend bien avec
autrui.
EMPEDOCLE (490 – 430 av. J.-C.), philoso-
phe grec.
Toute matière est une combinaison de
quatre éléments fondamentaux : l'eau, l'air,
le feu et la terre.
Cette théorie est reprise par ARISTOTE
(384 – 322 av. J.-C.) qui l'améliore (cf. figure
à gauche) et régnera pendant plus de 20
siècles à cause de la notoriété d'Aristote.
FEU
EAU
TERRE
AIR
chaud
humide
sec
froid

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Ier siècle av. J.-C. LUCRECE (99 – 55 av. J.-C.), poète et philosophe romain.
Les corps, ce sont d'une part les principes simples des choses, les
atomes, et d'autre part les composés, formés par ces éléments
premiers. Pour ceux-ci, il n'est aucune force qui puisse les détruire...
LE MOYEN-AGE
Cette période est surtout un temps de développement des
techniques. On parle alors d'alchimie (terme qui vient de l'arabe : al
kemia = l'art de la terre).
C'est aussi la période de la recherche de la pierre philosophale qui
était sensée changer les métaux vils en or.
Les alchimistes firent d'énormes progrès dans les techniques de
laboratoire : distillation, extraction,...
LA RENAISSANCE
XVIe siècle William GILBERT (1544 – 1603), médecin et physicien anglais.
Il remarque que le verre frotté avec de la soie acquiert les mêmes
propriétés que l'ambre : le verre s'électrise.
C'est la première apparition du concept d'électricité ; le nom grec de
l'ambre jaune (résine fossile de conifères de l'ère
tertiaire, rendue célèbre par le film "Jurassic Park")
est elektron.
XVIIe siècle Robert BOYLE (1627 – 1691), physicien anglais.
Il définit la notion d'élément : "corps primitifs et simples, libres de tout
mélange, qui ne sont faits ni d'autres corps ni les uns des autres".
Ses travaux conduisent à l'abandon de la théorie d'Aristote.
1747 Benjamin FRANKLIN (1706 – 1790), physicien américain.
Il introduit les termes : positif pour tout corps électrisé repoussé par
le verre frotté, et négatif pour tout corps électrisé repoussé par la cire
à cacheter.
1772 Antoine Laurent de LAVOISIER
(1743 – 1794), chimiste français.
Il énonça le principe de la conservation
de la masse : "Rien ne se perd, rien
ne se crée, tout se transforme".

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1800 Alessandro VOLTA (1745 – 1827), physicien italien.
Il invente la pile électrique (zinc/cuivre et zinc/argent).
LES TEMPS MODERNES
1804 John DALTON (1766 – 1844).
Il proposa en 1808 une théorie atomique (on revient à la théorie de
Démocrite). Il lui manquait la notion fondamentale de molécule.
1811 Lorenzo Romano Amedeo Carlo AVOGADRO
(1776 – 1856), chimiste italien.
Il a pressenti l'existence des molécules. Il
énonce une loi de la constitution moléculaire
des gaz et émet l'hypothèse selon laquelle des
volumes égaux de gaz différents contiennent
le même nombre de molécules (à température
et pression identiques).
1819 Pierre-Louis DULONG (1785 – 1838), chimiste français.
Alexis-Thérèse PETIT (1791 – 1820), physicien français.
Ils remarquent que, pour la plupart des corps simples solides, le
produit de la masse atomique par la chaleur massique est
constant (approximativement 25 joules par degré pour 1 u).
1830 Michael FARADAY (1791 – 1862), chimiste et physicien anglais.
Il crée les mots électrolyse, cathode, anode et ion.
Il calcule la quantité d'électricité nécessaire à la production de 1 g
d'hydrogène : 96'485 coulombs (C) ; cette grandeur sera appelée
plus tard le faraday (F).
1869 Dmitri MENDELEÏEV (1834 - 1907), chimiste russe.
Il publie une classification périodique des éléments où ils sont
rangés d'après leur masse atomique et leurs propriétés chimiques et
physiques.
Cette classification comprenait des cases vides correspondant
aux éléments non encore découverts ou à ceux dont la masse
atomique est inconnue ou mal déterminée.
Son travail est à la base de notre tableau périodique
moderne.

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1891 William CROOKES (1832 – 1919), astronome et chimiste anglais.
Il observe un courant très intense entre deux électrodes placées
dans un tube sous vide. Il appelle ce courant rayons cathodiques.
C'est l'ancêtre des tubes cathodiques de nos téléviseurs.
1896 Wilhelm-Conrad ROENGTEN (1845 – 1923), physicien allemand.
Il remarque que le tube de Crookes
émet, en plus des rayons
cathodiques, un rayonnement
puissant capable de traverser le
verre, le papier, la chair, mais pas les
os ni les métaux. Il l'appelle rayons–
X.
1896 Henri BECQUEREL (1852 – 1908), physicien français.
Il remarque qu'un minerai d'uranium est capable d'impressionner une
plaque photographique, comme les rayons–X mais de manière
spontanée.
1898 Marie CURIE (1867 – 1934), chimiste et physicienne polonaise.
Elle nomme radioactivité le phénomène découvert par Becquerel.
1899 Ernest RUTHERFORD (1871 – 1937), physicien anglais.
Il montre que le rayonnement radioactif est triple : rayons α, β et γ.

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1911 Robert-Andrews MILLIKAN (1868 – 1953), physicien américain.
Il détermine expérimentalement la charge électrique élémentaire
puis la masse de l'électron.
1911 RUTHERFORD.
Il définit le noyau atomique et son enveloppe électronique à partir
d'une expérience au cours de laquelle il bombarde une mince feuille
d'or avec des particules α. Il conclut que le diamètre du noyau n'est
que le dix millième du diamètre de l'atome.