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Chapitre
1:
MODÈLE
ATOMIQUE
RÉSUMÉ
1) a) Qu’est-ce qu’un modèle? C’est une représentation visible d’une
réalité invisible.
b) Quelles sont les qualités d’un modèle? 1˚) Expliquer certaines
propriétés ou certains comportements de la matière.
2˚) Associer plusieurs observations pour établir une suite d’idées
structurées.
3˚) Prédire de nouveaux phénomènes pouvant être ensuite observés.
4˚) Être amélioré à la suite d’expériences fdémontrant des faits nouveaux.
2) a) Comment Aristote (384-322 av.J.-C.) concevait-il la matière? Pour
Aristote la matière est pleine, sans espace vide.
b) Quel nom a-t-on donné à cette conception de la matière? On l’a appelé
la théorie de la continuité de la matière.
c) Quelle expérience Aristote aurait-il pu faire pour prouver sa façon de
penser? Il aurait pu mélanger de l’huile et de l’eau.
f) Quel résultat aurait-il obtenu? 2 mL + 8 mL = 10 mL
e) Comment la pensée d’Aristote explique-t-il ce résultat? Il n’y a pas
d’espace vide pour que l’huile et l’eau s’imbriquent l’un dans l’autre.
3) a) Comment Démocrite (460-370 av. J.-C.) concevait-il la matière? Pour
Démocrite la matière est faite de petites particules insécables (atomes)
séparées par des espaces vides.
b) Quel nom a-t-on donné à cette conception de la matière? On l’a appelé
la théorie de la discontinuité de la matière.
c) Quelle expérience Démocrite aurait-il pu faire pour prouver sa façon de
penser? Il aurait pu mélanger de l’alcool et de l’eau.
f) Quel résultat aurait-il obtenu? 50 mL + 50 mL < 100 mL
e) Comment la pensée de Démocrite explique-t-il ce résultat? Les petites
particules d’eau se glissent dans les vides entre les grosses particules
d’alcool.
4) Est-ce que les pensées d’Aristote et de Démocrite peuvent être
considérées comme étant des modèles? Pourquoi? Non, parce que ce sont
des pensées. Ils n’essayaient pas d’expliquer des observations.
☞
5) a) Quelles sont les caractéristiques de la théorie atomique de John
Dalton (1766-1844)? 1˚) La matière est composée de particules
extrèmement petite et indivisibles.
2˚) Tous les atomes d’un même élément sont identiques.
3˚) Les atomes d’éléments différents sont différents.
4˚) Dans toutes les réactions chimiques, les atomes s’associent entre eux
pour donner de nouveaux produits.
b) À quoi ressemblait le modèle atomique de Dalton? À une boule ronde.
Illustration:
c) Quelles expériences faites en classe peuvent être expliqué par le
modèle de Dalton? L’oxydation du cuivre par chauffage.
d) Comment Dalton aurait pu expliquer les résultats obtenus qui
permettent de différencier un élément d’un composé? la masse du cuivre
(Cu) est inférieure à celle du monoxyde de cuivre (CuO) car elle possède
un atome (boule) de moins.
6) a) Quelles sont les caractéristiques du modèle atomique de Joseph
John Thomson 1856-1940)? Dans ce modèle, l’atome contient un nombre
égal de charges positives que de charges négatives (électrons (e-)). Ces 2
types de charge électrique occupent tout le volume de l’atome.
Illustration:
-+--++ - ++-++- +
b) Quel nom a-t-on donné au modèle atomique de Thomson? Pain aux
raisins.
c) Quelle phénomène peut être expliqué par ce modèle? L’électrostatisme
d) En quoi consiste-t-il? 1˚) Par frottement: lorsqu’on frotte des objets
l’un contre l’autre, il y a un transfert de charges électriques négatives.
2˚) Par induction: lorsqu’on approche un objet chagé d’un objet non
chargé, les charges de l’objet non chargé partent chacune de leur côté.
Illustration: 1˚) PAR FROTTEMENT
+
+
+
+
+ -+ +
+-+-+
+-- +-+
- +- +-+
+
- - ++
+
-+
En les frottant
(+) (-)
2˚) PAR INDUCTION
--+- ++- +
-
(-)
+ -+
+-+
+-+
+ +-+- +- + +- +
+++-
(-)
e) Quelles sont les propriétés caractéristiques d’un rayon cathodique et
quelle expérience faut-il faire pour les prouver?
(pour chaque expérience spécifiez ce que vous observeriez.)
1°) Voyage en ligne droite: Lorsque le rayon cathodique se dirige vers une
croix, il y a création d’une ombre à l’arrière. _____________________________ _
2°) Fait de particules: Lorsque le rayon cathodique frappe un moulinet, ce
dernier se met à tourner.
_____________________________
3°) Les particules sont chargées: L’aimant fait dévier le rayon cathodique.
4°) La charge des particules est négative: Le rayon cathodique est dévié
vers la plaque positive. ________________________
___
7) a) Quelle découverte fut faite par Henri Becquerel? la radioactivité
b) Combien y a-t-il d'émissions radioactives? De quoi chacun est-il fait et
quelle est leur force de pénétration? 1°)Les particules alpha "α": Ce sont
des grosses particules chargées positivement (Ne+ +) très peu pénétrantes.
Elles peuvent arrêter par une feuille de papier.
2°)Les particules bêta "β": Ce sont des petites particules chargées
négativement (e-) pénétrantes. Elles peuvent être arrêtées par une feuille
de plomb (Pb).
3°) Les rayons gamma "γ": Ce sont des rayons électriquement neutres très
pénétrants. Ils ne peuvent être arrêté que par un mur de plomb d'une
épaisseur de 1 mètre.
c) Quelle expérience faite en classe nous a permis de voir l’existence de
la radioactivité? La chambre de Wilson.
d) De quel matériel s’est servi Ernest Rutherford (1871-1937) pour faire
son expérience? 1°) Des particules alpha "α".
_____________
2°) Une feuille d'or.
3°) Un écran de zinc (Zn).
e) Quelles observations fit-il à la suite de son expérience?
1°) La majorité des particules alpha "α" passent tout droit.
2°) Quelques particules alpha "α" sont déviées.
3°) Et quelques rares particules alpha "α" rebondissent.
f) Quelles sont les caractéristiques du modèle atomique de Rutherford?
1˚) L'atome est fait majoritairement d'espaces vides.
2˚) Centre de l'atome est massif, fait de particules positives (protons (p+ ).
3˚) Les électrons (e-) (charges négatives) tournent autour du noyau.
Illustration:
e+
e- p ee-
8) a) Quelle découverte importante fit James Chadwick (1871-1974)?
Chadwick découvrit une 3ème particule élémentaire, le neutron (n0). Pour
éloigner les protons (p+ ) les uns des autres et empêcher le noyau d’éclater
b) Quelles sont les caractéristiques du modèle atomique de Niels Bohr
(1885-1962)? 1˚) À l’atome de Rutherford, Bohr place les électrons sur des
orbites appelées "couches électroniques" ou "niveaux d'énergie" qui
correspondent à un certain niveau d’énergie que les électrons possèdent.
2˚) En plus, il place les neutrons (n0) dans le noyau ce qui le rend encore
plus massif tout en restant compact.
Illustration:
e-
e-
n0 +
p+ p
p+ n 0
e-
c) A quoi servent les neutrons (n0)? Les neutrons servent à stabiliser le
noyau. Il vient se glisser entre les protons et ainsi diminuer les forces de
répulsion dans le noyau et éviter son explosion.
d) Que se passe-t-il lorsque les électrons (e-) changent de couche
électronique? Lorsqu’ils changent de couche électronique, les électrons
sont excités (ils ont un surplus d’énergie). Pour revenir à leur état
fondamental, ils doivent perdre de l’énergie. Ils le font en émettant de la
lumière (spectre d’émission, phosphorescence, fluorescence).
e) Quelles observations faites en classe peuvent être expliquées par le
modèle atomique de Bohr? L’expérience du spectre d’émission des
éléments. Celle qui nous permet de voir les raies de couleurs émises par
des éléments à l'état gazeux lorsqu’ils sont excités par des rayons
cathodiques.