Chapitre Mat-1 La matière est constituée d`atomes

Troisième : La matière est constituée d’atomes (chapitre Mat-1)
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Chapitre Mat-1
La matière est constituée d’atomes
Toute la matière qui nous entoure est constituée d’un assemblage de
petits éléments appelés atomes.
I – HISTORIQUE DU MODELE DE L’ATOME
Contrairement à ce qu’imaginaient les philosophes grecs DEMOCRITE ou LUCRECE, les atomes (du grec atomos signifiant
‘insécable’), ne sont pas des boules indestructibles. De 1900 à nos jours, les savants ont imaginé différents modèles
(1)
de
l’atome pour expliquer les résultats de leurs expériences.
Joseph John THOMSON
( - )
— 1902 —
L’atome imaginé par THOMSON est
une sphère remplie de substance
électriquement positive, et contenant
des électrons chargés négativement.
Ernest RUTHERFORD
( - )
— 1911 —
Dans le modèle de RUTHERFORD,
les électrons tournent autour d’un
noyau très petit, comme les planètes
autour du Soleil.
Niels BOHR
( - )
— 1913 —
Dans le modèle de BOHR les
électrons se trouvent uniquement sur
certaines orbites bien définies.
Louis DE BROGLIE
( - )
— 1927 —
Dans le modèle actuel de l’atome, la
position des électrons ne peut être
connue avec précision. On définit
seulement des zone où l’on a de
fortes chances de les trouver autour
du noyau.
(1) Un modèle est une construction de l’esprit, réalisée par l’Homme pour essayer d’expliquer des phénomènes et en prévoir
de nouveaux.

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II – STRUCTURE ACTUELLE DE L’ATOME
1. Constitution de l’atome
Activité documentaire : ‘L’atome : un noyau, des électrons et beaucoup de vide !’
La matière est électriquement neutre, l’atome est également électriquement neutre : la charge électrique globale de l’atome est
égale à zéro. L’atome est constitué d’un noyau (renfermant Z charges électriques
positives) et d’un cortège électronique (renfermant Z charges
électriques négatives, un électron possède une charge électrique
négative).
Z est le numéro atomique, il est la caractéristique essentielle de
l’atome. Chaque atome possède un numéro atomique différent.
Exemples :
(1) atome de carbone Z = 6 noyau : 6 charges positives cortège électronique : 6 charges négatives
(2) atome d’hydrogène Z = 1 noyau : 1 charge positive cortège électronique : 1 charge négative
Les dimensions de l’atome sont de l’ordre du dixième de nanomètre (1 nm = 0,000 000 001 m), celles du noyau sont cent
milles fois plus petites. Le noyau concentre la quasi totalité de la masse de l’atome, il renferme à la fois les protons (charge
électrique positive) et les neutrons (charge électrique nulle). Ces dernières particules assurent la cohésion du noyau, en effet
des charges électriques de même signe se repoussent : les protons présents dans le noyau ne peuvent pas rester collés les uns
aux autres sans la présence des neutrons.
2. Représentation symbolique de l’atome
Les scientifiques utilisent une réprésentation symbolique pour l’atome, ce qui simplifie la communication.
Le nombre de masse A correspond à la somme du nombre de protons (Z) et du nombre de neutrons (N) : A = Z + N.
Exemples : Atome Z A NOYAU CORTEGE ELECTRONIQUE
Carbone,
612
C 6 12 6 protons
(12-6) = 6 neutrons 6 électrons
Hydrogène,
11
H 1 1 1 proton
(1-1) = 0 neutron 1 électron
Cuivre,
2663
Cu 26 63 26 protons
(63-26) = 37 neutrons 26 électrons
Uranium,
92235
U 92 235 92 protons
(235-92) = 143 neutrons 92 électrons
Noyau
(Z charges électriques positives)
Cortège électronique
(Z charges électriques négatives)
A
X
Z
Nombre de masse
Nombre total de particules
présentes dans le noyau
Numéro atomique
Nombre de protons
présents dans le noyau
Lettre(s)
Lettre(s) associée(s) au
nom de l’atome