Conduction dans solides

Debus Page 1 sur 2 Conduction dans les solides – Oct 2008
La conduction dans les solides
Structure de l’atome
On peut constater, par un montage électrique simple, que tous les solides ne conduisent pas le
courant.
Pourquoi certains solides sont-ils conducteurs et pas d’autres ? Pour expliquer ceci il faut
approfondir nos connaissances sur la structure de la matière et en particulier sur la structure
de l’atome.
A) L’atome
On a vu en classe de 4eme que tout élément chimique est constitué d’atomes. Mais l’atome
n’est pas la plus petite particule indivisible de matière que les savants du XVIII
éme
siècle
pensaient.
L’atome est constitué d’un noyau et de un ou plusieurs électrons tournant autour de ce
noyau. Chaque électron porte une charge négative élémentaire que l’on notera (-e).
L’atome étant électriquement neutre, son noyau renferme autant de charges positives
élémentaires (+e) qu’il y a d’électrons gravitant autour de lui. Dans le noyau chaque
charge positive est appelée: proton.
Atome de carbone, avec son noyau et ses six électrons.
L’ordre de grandeur d’un atome est du dixième de nano-métre (0,1*10
-9
=10
-10
m). Le noyau
est 100000 fois plus petit que l’atome. L’atome est constitué de vide (aspect lacunaire de
la matière). La masse de l’électron est environ 2000 fois plus petite que la masse du
noyau.
Ce qui caractérise chaque élément chimique est le nombre de protons dans son noyau.
Ce nombre de proton représenté par la lettre Z est appelé le numéro atomique de
l’élément chimique.
Ce nombre Z apparait dans le tableau de Mendeleïev. Par exemple pour le carbone Z= 6 (6
protons dans le noyau). Pour l’aluminium Z=13 (13 protons dans le noyau).
B) Les solides conducteurs
Si on regardait les électrons (par un microscope dit à effet tunnel) d’un solide conducteur ,
traversé par un courant, on verrait que les électrons se déplacent tous dans le même sens.
Ils « passent » d’un atome à l’autre. On les appelle les électrons libres.
(
-
e
)
Noyau

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La conduction dans les solides
Structure de l’atome
Le courant dans un solide conducteur est dû au déplacement des électrons libres.
Comme les électrons portent une charge négative, ce déplacement se fait du pôle moins du
générateur vers le pôle plus du générateur.
C) Les solides non conducteurs
Si tous les matériaux sont composés d’atomes et donc d’électrons, tous n’ont pas des
électrons libres capables de passer d’un atome à l’autre et c’est pourquoi il y a des
matériaux non conducteurs.