MODÈLES ATOMIQUES
publicité
ÉVOLUTION DU MODÈLE ATOMIQUE LA MATIÈRE AVANT JÉSUS-CHRIST DÉMOCRITE ARISTOTE Démocrite 460-370 av. J-C, a dit … La matière est formée de petites particules indivisibles appelées atomes. (du grec atomos : qu'on ne peut diviser). Atomos Mais Démocrite n'a aucune preuve expérimentale et sa démarche n'est que philosophique. • Aristote 384-322 av. J-C. • Les grec ont dit… La matière est continue, pas de vide, pas d’atomes La matière est formée de 4 éléments: L’aire La terre Le feu L’eau Pendant 2200 ans la théorie de Démocrite fut oubliée et celle d’Aristote maintenue! LA MATIÈRE APRÈS JÉSUS-CHRIST DALTON THOMSON RUTHERFORD BOHR Dalton Il a réussi à séparer l'eau à l’aide d'un courant électrique . Il a constaté que l'hydrogéne et l'oxygène avaient des propriétés très différentes de celles de eau. 1-Modèle d’après Dalton (1766-1844) Dalton proposa la théorie suivante : “la matière est constituée d’atomes indivisibles et indestructibles, et un atome d’un élément donné a toujours la même masse.” Dalton Corps simples formés d’atomes identiques. Corps composés formés d’atomes différents. Tous atomes d'un même élément sont de taille et de masse identique. Les atomes d'un élément n'ont pas la même taille ni la même masse que les atomes d'un autre élément. Les atomes peuvent se combiner pour former des corps composés. Il donne d'ailleurs une liste de poids relatifs, par rapport à l'hydrogène, de quelques atomes (azote, carbone, oxygène...). Une classification d'éléments selon Dalton 2- Modèle d'après Thomson Le "Plum Pudding" de Thomson (1856 - 1940) Découverte des électrons C'est l'étude des rayons cathodiques par Thomson qui permet en 1897, la découverte de l'électron, particule chargée négativement. • Thomson a prouvé que les rayons sont constitués de particules a charge négative. • Thomson d'abord cru que tous les éléments avaient des particules négatives différentes. • Il croyait que chaque type de particules produirait un résultat diffèrent dans un tube à rayons cathodiques. • Thomson a testé plusieurs substances et il a constaté que chacune émettait le même type de rayon. • Donc, il a conclu que tous les atomes sont constitués des mêmes particules à charge négative. • On les nomme des électrons. L'atome étant globalement électriquement neutre, on dut admettre qu'il possédait aussi une charge électrique positive en son fort intérieur. Il a décrit l'atome comme étant une masse de substance a charge positive parsemée d'électrons négatifs. On dirait… du Pain au raisins! 3. Modèle d’après Rutherford (1871-1937) En 1911, Rutherford effectua des expériences qui consistaient à bombarder une feuille métallique avec un faisceau de particules alpha et à observer la direction prise par les particules qui avaient rebondi sur les atomes rencontrés. Il voulait ainsi vérifier le modèle atomique proposé par Thomson (modèle plein). L’expérience de Rutherford • Il a lancé un faisceau de particules à charge positive, les particules alpha, en direction d’une feuille d’or très mince. • Les particules alpha provenaient d’une petite quantité de l'élément radioactif radium. • Basé sur le modèle de Thomson, il s'attendait à ce que les particules lancées en direction de la feuille d’or la traversent en ligne droite et que quelques particules soient légèrement déviées. • Mais il a obtenu des résultats très différents. Les résultats de Rutherford La feuille d’or a repoussé certaines particules au lieu de les laisser passer à travers. Le modèle de Thomson ne pouvait pas expliquer cette observation. D'après ce modèle (modèle de Thomson), toute particule qui se déplace aussi vite qu'une particule alpha passe entre les particules de la feuille métallique. Sachant que les particules alpha ont une charge positive. Il donc déduit qu'une zone a charge positive dans l'atome repousse les particules alpha. Selon Rutherford, toute la charge positive de l'atome se trouvait concentrée au centre de l'atome et les électrons en étaient séparés. Il a nommé ce centre très petit et dense le noyau. Le modèle de Rutherford L’atome est composé en majeure partie de vide. La masse de l’atome est concentrée dans le noyau. Les particules de charge positive sont appelées protons et composent le noyau. Les électrons de masse négligeable et orbitent autour du noyau un peu comme des planètes autour du soleil. Leur charge électrique est égale à celle des protons, mais de signe contraire (négatif), ce qui fait que l’atome est globalement neutre. 18 Niels Bohr (1885-1962) Niveaux d’énergie, Les électrons sont sur des couches définies. Niveau 1 (s) Niveau 2 (p) Niveau 3 (d) Le modèle de Bohr Se base sur l’idée de Rutherford. Mais met l’accent sur les électrons, o Les électrons ont des niveaux d’énergie précis (n = 1, 2, 3 et 4) o Ils se déplacent à une vitesse constante autour du noyau comme les planètes autour du soleil. o Ils ne changent pas de niveau sans avoir la quantité d’énergie nécessaire. Orbites électroniques Couches nombre n 4 3 2 1 k l m n Couche lettre Les niveaux d’énergie ou couches électroniques contiennent des eChaque niveau possède une énergie spécifique. e- qui passent à une couche supérieure gagnent de l’énergie. e- qui passent à une couche inférieure perdent de l’énergie. 21 Le modèle de BohrRutherford Le modèle de BohrRutherford James CHADWICK (1891-1974) Le découverte du neutron Physicien anglais, lauréat du prix Nobel en 1932, pour sa découverte de l'une des particules fondamentales de la matière, le neutron. Cette découverte mena à la fission nucléaire et à la bombe atomique.
