chap. 1

Collège Voltaire / 1CH / Atome / 2016-2017
AIDE-MÉMOIRE
L'ATOME
http://dcpe.net/POII/sites/default/files/cours%20et%20ex/cours-ch1-atome.pdf
Table des matières
1.A. Introduction...................................................................................................................................1
1.B. L’historique.....................................................................................................................................3
1.C. L’agencement des particules dans l’atome..............................................................................5
1.C.1 Le modèle de Thomson .........................................................................................................5
1.C.2 Le modèle de Rutherford ....................................................................................................5
1.D. Les particules fondamentales de l'atome..............................................................................5
1.E. L’ordre de grandeur......................................................................................................................6
1.F. La masse et la composition du noyau de l’atome...................................................................8
1.G. Les charges dans l’atome............................................................................................................9
1.H. L’élément.........................................................................................................................................9
1.I. L’isotope...........................................................................................................................................9
1.J. La classification périodique des éléments............................................................................10
1.K. Les électrons dans l’atome........................................................................................................11
1.K.1 Le modèle de Bohr ..............................................................................................................11
1.K.2 La représentation de Lewis...............................................................................................13
1.K.3 La formation des ions..........................................................................................................13
1.K.4 Le modèle de la mécanique quantique..............................................................................14
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Aide-mémoire
1.A. Introduction
Les séries d'exercices avec les objectifs et le laboratoire de ce chapitre sont résumés
ci-dessous.
EXERCICES ET OBJECTIFS
Série 1 L'atome
Comprendre la notion d'atome et le cheminement historique jusqu'à cette notion
Comprendre et dessiner des modèles de l’atome (Thomson, Rutherford et Schrödinger).
Comprendre la notion de modèle et les limites de celui-ci
Série 2 L'atome
Avoir une idée de l'ordre de grandeur d'un atome
Calculer le nombre de particule (proton, électron et neutron) dans un atome
Comprendre les charges dans un atome et la masse d'un atome
Comprendre le symbole de l’atome et la notation des isotopes
Série 3 L'atome
Comprendre le symbole de l’atome et la notation des isotopes
Calculer le nombre de particule (proton, électron et neutron) d'un isotope
Comprendre la classification périodique en ligne et colonne des éléments
Série 4 L'atome
Comprendre l'émission de lumière d'un atome dans une flamme
Comprendre la formation des ions à partir des atomes
Donner la représentation de Lewis (paire et célibataire) d'un atome ou d'un ion
LABORATOIRES
Atomes et lumière
p.2

Aide-mémoire
1.B. L’historique
Qu'est ce que la matière ?
460-371
avant J.-C.
DEMOCRITE imagina une
‘’théorie atomique’’ : existence
d’atomes (partie indivisible) dont
la réunion ou la séparation se
traduit par l’apparition ou la
disparition des corps naturels.
Le mot atome vient du grec
signifiant ‘’pas fragmentable’’.
Antiquité grecque, deux théories
plutôt d’ordre philosophique
384-322
avant J.-C.
ARISTOTE développe la théorie
d’EMPEDOCLE des 4 éléments:
terre, eau, air et feu.
MOYEN-AGE
395-1450
ap. J.-C
A l’aide de la théorie des 4 éléments, les alchimistes expliquent la
formation de la matière. Un des buts était de transformer les
métaux en or ou en argent
1697 STAHL(1697) introduit un cinquième élément :le ‘’phlogiston’’ ou ‘’feu
fixé’’ qui devait s’échapper de tous les corps en combustion
DEBUT DE LA ''CHIMIE MODERNE''
1785 Fin de la théorie basée sur les 4 éléments. LAVOISIER, fondateur de
la chimie moderne montre que l'air n'est pas un élément, mais il est
composé d'oxygène (air vital) et d'azote (air non-vital). Cavendish
montre que l’eau est obtenue par combustion de l’hydrogène et ne
constitue donc pas un élément.
1808-1810 DALTON explique ses mesures expérimentales à l’aide de son
hypothèse atomique
Hypothèse atomique de John Dalton :
1.Toute la matière est composée d’atomes
2. Tous les atomes d’un élément donné sont identiques
3. Les atomes d’éléments différents ont des masses différentes
4. Un composé est une combinaison spécifique d’atomes d’éléments
d’espèce différente
5. Dans une réaction chimique, les atomes ne sont ni crées, ni
détruits, mais ils changent de partenaires pour produire des corps
nouveaux
p.3

Aide-mémoire
1868 MENDELEÏV montre que les
propriétés chimiques des
éléments varient périodiquement
avec la masse atomique et
développe un tableau contenant
63 éléments connus de l’époque
Source: http://www.elementschimiques.fr/?
fr/decouverte/classification-periodique
1897 THOMSON identifie l’électron et
propose un modèle atomique.
Thomson fera l’analogie avec des
raisins (électrons) dans un cake
(la matière positive).
Source:
http://evelyne.bouquet.free.fr/WebAlain/particules/210_n
oyau1.htm
1908 - 1911 RUTHERFORD constate que
l’atome est constitué d’un noyau
minuscule très dense chargé
positivement et d’espace vide
avec quelques électrons.
Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod
%C3%A8le_atomique_de_Rutherford
1913 BOHR émet l’hypothèse que les
électrons tournent autour du
noyau.
Source: https://www.youtube.com/watch?v=PLpZfJ4rGts
Dès 1920 SCHRODINGER indique des
régions dans l’espace où la
probabilité de trouver des
électrons est grande.
Source: http://www.matierevolution.fr/spip.php?article710
1930 CHADWICK identifie une autre particule dans le noyau de l’atome : le
neutron
p.4

Aide-mémoire
1.C. L’agencement des particules dans l’atome
L’intérieur de l’atome n’est pas observable, car l’atome est de très petite taille. Malgré ces
limites d’observation, voici quelques modèles de l’atome qui ont été proposés suite à des
découvertes faites au cours de l’histoire :
1.C.1 Le modèle de Thomson
La découverte de l'existence des électrons conduit Thomson à proposer en 1898 un nouveau
modèle de l'atome. Les électrons, chargés négativement, sont en suspension dans une sphère de
‘’gelée’’ chargée positivement. Thomson fera l’analogie avec des raisins (électrons) dans un cake (la
matière positive).
1.C.2 Le modèle de Rutherford
Suite à l’expérience de Rutherford (1911), l’atome est composé d’un noyau (positif) et de beaucoup
de vide. Les électrons (négatifs) se trouvent dans ce vide autour du noyau. Ce modèle sera repris
par Bohr et l’agencement des électrons autour du noyau sera modélisé en détail par Bohr.
•
•
• •noyau •électron
• •
1.D. Les particules fondamentales de l'atome
En 1930, Chadwick identifie une autre particule dans le noyau : le neutron. On constate ainsi que
tous les atomes, donc l'ensemble de la matière, sont constitués de trois particules fondamentales :
'l électron
le proton
noyau le neutron
Exemple Carbone 13
Un atome de carbone 13 est constitué de :
• six protons
• six électrons
• sept neutrons
p.5