CHI102 CM2

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CM1 :
* Les particules constitutives des atomes : neutrons, protons et
électrons
* Les édifices moléculaires : analyse élémentaire, formule brute,
formule moléculaire
* Mole et Constante d’Avogadro : masse atomique molaire, masse
moléculaire molaire
Aujourd’hui : retour sur certaines grandes étapes de la construction
du modèle de l’atome « noyau (protons et neutrons) + électrons » :
* Découverte de l’électron et invention du noyau
* Spectre d’émission d’un élément : introduction

Première partie : modèle de l’atome et
tableau périodique des éléments
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Ce chapitre traite de découvertes reconnues par l’attribution du Prix Nobel de
physique ou de chimie dans le premier quart du XXème siècle
•Tous les Nobel de Chimie, B. Wojtkowiak, Ouest Editions, 1990
•www.nobelprize.org (premiers lauréats : en 1901)
Introduction
A. Analyse élémentaire
B. Modèle de l’atome : électrons, nucléons, isotopie ; mole, nombre d’Avogadro ;
édifices moléculaires, formule brute, formule moléculaire, masses molaires
Grandes étapes de la construction du modèle quantique
C. Découverte de l’électron et du noyau : l’atome a une structure
D. Introduction de la quantification : spectroscopie et modèle de Bohr
E. Mesure de la masse des atomes et découverte de la structure du noyau : isotopie
F. Le modèle actuel de l’atome, issu des postulats de la mécanique quantique
Le tableau périodique des éléments chimiques
G. Le tableau périodique des éléments chimiques
H. Modèle de Slater : notion d’effet d’écran
I. Formules de Lewis des atomes et des ions monoatomiques

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C. Découverte de l’électron et du noyau :
l’atome a une structure
Les modèles de l’atome (étymologie => insécable) issus des
théories de l’antiquité, ont dû être remaniés suite à deux avancées
cruciales vers un modèle où l’atome possède une structure :
•Découverte de l’électron
•Découverte du noyau => Modèle de Rutherford

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1. Les philosophes de l’Antiquité avaient conçu deux types de
théories pour expliquer la matière et ses transformations, à partir du
constat de l’existence d’invariants (le goût du miel se retrouve dans
l’eau qu’il sucre) :
•théories des éléments, avec Aristote (384-322 ; Grèce) …
•théories atomiques, avec Démocrite (460-370 ; Grèce), Lucrèce
(94-54 ; Rome) …
Exemples (parmi de multiples théories) :
* 4 substances primordiales (air, eau, feu, terre) issues chacune de
l’association d’un substrat de base et de 2 propriétés (froid, chaud,
sec, humide)
* des atomes munis d’aspérités qui tombent au hasard dans de
l’espace vide
Eléments et atomes n’ont pas dans ces théories, le sens
d’aujourd’hui, rappelé dans le CM1

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2. John Dalton (1766-1844 ; Angleterre) propose
•une nouvelle hypothèse atomique (1804) : les combinaisons
chimiques se font par unités discrètes, atome par atome, et les
atomes d’un même élément sont identiques,
•une représentation de chaque sorte d’atome par un symbole, les
symboles étant utilisés aussi pour décrire les combinaisons,
•une loi des proportions multiples : deux éléments peuvent se
combiner de diverses façons ; si le poids de l’un est pris comme
référence, les poids de l’autre dans les combinaisons possibles sont
entre eux dans des proportions simples.
Dans divers composés contenant les éléments A et B (et éventuellement d’autres
éléments), les masses de A et B sont dans des rapports simples (et souvent égaux).
Exemple : les oxydes d’azote et associés aujourd’hui aux formules NO, NO2, N2O,
N2O5 contiennent N et O dans des rapports de masse simples